MRSA-bakteerien (kuvassa) aiheuttamat infektiot voivat johtaa vakaviin terveyskomplikaatioihin. Lysiinit tappavat mikrobeja tuhoamalla bakteerin soluseinän (vihreä).
Ihmiset ovat jatkuvassa asevarustelukilpailussa tarttuvien bakteerien kanssa. Tappaaksemme nämä tautimikrobit kehitämme voimakkaita antibiootteja, ja bakteerit puolestaan kehittävät vastustuskykyä näitä lääkkeitä vastaan. Niinpä parannamme antibiootteja, ja bakteerit parantavat itseään vastaavasti – tuloksena on niin sanottuja superbakteereja. Yhä useammin lääkkeet eivät kykene eliminoimaan näitä pitkälle sopeutuneita bakteereja, jolloin elimistömme jää vaarallisen puolustuskyvyttömäksi.
Tämän kriisin vuoksi Rockefellerin Vincent A. Fischetti on lähes 20 vuoden ajan kehittänyt uudenlaista mikrobilääkeaineita, joita kutsutaan lysiineiksi. Nyt näitä bakteereja tappavia entsyymejä on tutkittu vaiheen II kliinisessä tutkimuksessa ihmisillä, ja niistä on tullut ensimmäisiä antibioottivaihtoehtoja, jotka ovat saavuttaneet menestyksekkäitä tuloksia kliinisen kehityksen tässä vaiheessa.
Luonnossa syntynyt tappaja
Jotkut virukset ovat erittäin hyviä tappamaan bakteereja. Nämä bakteriofageiksi tai yksinkertaisesti faageiksi kutsutut virukset infektoivat mikrobin, monistuvat sen sisällä ja tuottavat sitten lysiinientsyymejä, jotka pilkkovat bakteerin soluseinän. Tämän seurauksena bakteerin sisältä vapautuu jälkeläisfaageja, ja itse bakteeri tuhoutuu.
Luonnossa tällainen hyökkäys on tavallista: bakteriofagit asuvat kaikkialla valtameristä ja maaperästä ihmiskehoon, ja ne säätelevät mikrobipopulaatioita avuliaasti kaikkialla. Itse asiassa faagit tappavat 48 tunnin välein puolet maapallon bakteereista, mikä tekee lysiineistä maapallon laajimmalle levinneet bakteereja tappavat aineet.
Laboratoriossa lysiinejä voidaan käyttää välineenä bakteerien soluseinien hajottamiseen ja tutkimiseen – ja juuri tätä Fischetti teki Rockefellerissä noin kaksi vuosikymmentä sitten. Samaan aikaan hänen laboratorionsa työskenteli myös streptokokki-infektioiden rokotteen parissa, ja laajempi tutkijayhteisö oli yhä enemmän huolissaan antibiooteille vastustuskykyisistä infektioista. Tämä tapahtumien yhteisvaikutus johti Fischettin läpimurtoon.
”Koska työskentelin lysiinien parissa, tiesin, että ne tappavat bakteerit välittömästi. Laboratoriossani sattui olemaan eläimiä, jotka oli kolonisoitu suun kautta streptokokilla rokotetutkimuksiani varten”, hän muistelee. ”Joten ajattelin, että annan näille kolonisoituneille hiirille lysiiniä ja katson, mitä streptokokille tapahtuu.”
Vaikutus oli dramaattinen: tunti lääkkeen saamisen jälkeen streptokokit olivat poistuneet eläimistä. Tämän havainnon myöhempi julkaisu oli ensimmäinen, jossa raportoitiin faagilysiinien terapeuttisesta käytöstä.
Tuloksen innoittamana Fischetti ja myöhemmin muut tutkijat alkoivat kehittää lysiinejä useita lääkkeille vastustuskykyisiä bakteerityyppejä vastaan, ja monet niistä paransivat menestyksekkäästi infektioita erilaisissa eläinmalleissa. Viime aikoihin asti kukaan ei kuitenkaan ollut testannut, oliko tämäntyyppinen hoito turvallista ja tehokasta ihmisillä.
Uusi lähestymistapa
Lääkkeille vastustuskykyiset bakteerit ovat erityisen vaarallisia – ja erityisen yleisiä – sairaaloissa, joissa infektiot voivat vaikeuttaa jo valmiiksi sairaiden potilaiden hoitoa. Erityinen huolenaihe tässä ympäristössä on metisilliinille resistentin Staphylococcus aureuksen (S. aureus) eli MRSA:n aiheuttama infektio. Vaikka jotkut MRSA-tapaukset ovat lieviä, bakteeri voi olla hengenvaarallinen, jos se leviää vereen, mikä tunnetaan nimellä bakteremia.
Kuten nimensä ”metisilliinille vastustuskykyinen”-osasta voi päätellä, MRSA ei reagoi tavanomaisiin antibiootteihin, mikä tekee siitä ihanteellisen ehdokkaan hoidettavaksi uudenlaisella bakteerien tappajalla. Seitsemän ja puoli vuotta sitten biotekniikkayhtiö ContraFect lisensoi Rockefellerilta lysiinin, joka kohdistuu stafylokokkeihin sekä joihinkin streptokokkeihin. Tämän jälkeen yhtiö kehitti lysiiniä, jota nyt kutsutaan nimellä exebacase, ihmisten S. aureus -infektioiden, myös MRSA:n, hoitoon.
Vaiheen I kliinisen tutkimuksen osoitettua, että exebacase ei aiheuttanut vakavia sivuvaikutuksia ihmisillä, ContraFect eteni tutkimuksessa satunnaistettuun, kaksoissokkoutettuun, plasebokontrolloituun vaiheen II tutkimukseen, johon osallistui sairaalahoidossa olleita potilailla, joilla oli sairaalahoitoa ja joilla oli S. aureus -bakteereita. Noin kolmanneksella näistä potilaista todettiin MRSA. 116 näistä potilaista satunnaistettiin saamaan antibioottihoidon lisäksi joko exebacasea tai lumelääkettä, ja heitä seurattiin neljäntoista päivän ajan. Tutkijat havaitsivat, että exebacasea saaneiden MRSA-potilaiden hoitovaste oli yli 40 prosenttia korkeampi kuin pelkkiä antibiootteja saaneiden potilaiden – tulosta Fischetti pitää erittäin rohkaisevana paitsi exebacasen myös lysiinien osalta yleensä.
”Tämä on ensimmäinen kerta, kun lysiinipohjainen lääke on edennyt näin pitkälle kliinisessä kehityksessä. Itse asiassa ei ole olemassa yhtään antibioottivaihtoehtoa, joka olisi koskaan läpäissyt onnistuneesti vaiheen II tutkimukset”, hän sanoo. ”Lisää työtä on tehtävä, mutta tämä tutkimus on erittäin lupaava.”
Jatkossa ContraFect aikoo tehdä laajemman vaiheen III tutkimuksen, joka on välttämätön, jotta lysiini voidaan hyväksyä lääkkeeksi.
Fischetti toivoo, että exebacasen kehittäminen on osa laajempaa muutosta tutkijoiden ja lääkäreiden ajattelussa bakteeri-infektioiden hoidosta. ”Bakteerit ovat yhä vastustuskykyisempiä antibiooteille”, hän sanoo. ”Ja me osoitamme, että on olemassa muitakin tapoja torjua niitä.”