Obiettivo specifico 1: sfruttando le somiglianze strutturali e meccanicistiche tra le serina β-lattamasi (SBL) e le MBL, esploreremo l'attività inibitoria di due diverse categorie di inibitori “cross-class”; i primi sono BATSI che inibiscono gli SBL mentre portano un gruppo legante lo zinco (ZBG) che prende di mira gli MBL, e il secondo sono ossaboronati ciclici che interagiscono sia con SBL che con MBL, imitando il complesso intermedio tetraedrico di enzima e inibitore.
Obiettivo specifico 2: Migliorare la penetrazione degli inibitori nello spazio periplasmatico. Sintetizzare nuovi BATSI che utilizzano il trasporto mediato da Fe3+ e/o sono coniugati a β-lattamici che penetrano prontamente CRAb e resistono all'efflusso. Verrà intrapresa un'analisi approfondita di CarO utilizzando una serie di BATSI simili a imipenem per comprendere il trasporto. A tal fine, eseguiremo modelli molecolari e analisi strutturali per darci informazioni su come superare questa barriera alla penetrazione cellulare.
Obiettivo specifico 3: Utilizzare lo screening ad alto rendimento (HTS) per identificare piccole molecole che uccidono selettivamente gli anticorpi che esprimono OXA e identificare il bersaglio cellulare di questi inibitori.
Per gli obiettivi specifici 1-2, valuteremo l'attività in vitro dei BATSI contro β-lattamasi selezionate ADC di classe C, OXA di classe D e IMP di classe B, oltre a validare gli inibitori selezionati contro un pannello di ceppi clinici ben caratterizzati in la nostra collezione. Come fatto in precedenza, eseguiremo analisi cinetiche e strutturali di questi BATSI. Ciò ci consentirà di comprendere meglio i siti attivi di questi enzimi e di determinare i “punti caldi” dei siti di legame che informeranno le nostre iterazioni progressive della progettazione degli inibitori. Successivamente, inizieremo a rivelare le proprietà molecolari necessarie per facilitare il trasporto delle porine. Infine, una volta identificati i candidati idonei, la sperimentazione sugli animali convaliderà questi risultati per la candidatura al farmaco. Per l'Obiettivo Specifico 3, in un approccio complementare, sfrutteremo le vulnerabilità cellulari esibite dagli Ab che esprimono OXA-23 per sviluppare terapie mirate che uccidono selettivamente i batteri resistenti.