AntibioticsCurrent ChallengesHTHYHUATChristopher WalshHarvardMedicalSchoolDepartment of Biological Chemistry and Molecular Pharmacology
Christopher Walsh Harvard Medical School Department of Biological Chemistry and Molecular Pharmacology Antibiotics Current Challenges
Pictures of the pathogensStaphylococcusaureusEnterococcusfaecalisMycobacteriumtuberculosisKlebsiellapneumoniaePseudomonasaeruginosaAcinetobacterspp.http:/www.denniskunkel.com(2007)
Pictures of the pathogens • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • Mycobacterium tuberculosis Pseudomonas aeruginosa Staphylococcus aureus Enterococcus faecalis http://www.denniskunkel.com (2007) Klebsiella pneumoniae Acinetobacter spp
Gramstaining of bacterial cellsGram-positiveGram-negative
Gram staining of bacterial cells • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • Gram-positive Gram-negative
Cell wall: Gram-positive vs. Gram-negative
Cell wall: Gram-positive vs. Gram-negative • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •
Pictures of the pathogensStaphylococcusaureusEnterococcusfaecalisMycobacteriumtuberculosis福KlebsiellapneumoniaePseudomonasaeruginosaAcinetobacterspp.http:/www.denniskunkel.com(2007)
Pictures of the pathogens • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • Mycobacterium tuberculosis Pseudomonas aeruginosa Staphylococcus aureus Enterococcus faecalis http://www.denniskunkel.com (2007) Klebsiella pneumoniae Acinetobacter spp
Where have we been?
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The market for antibioticsGlobalmarketforantibiotics:$23-30billionBest-selling antibiotic:Levagquin, $2.4 billionFast-growing classes:Glycopeptides,carbapenems,oxazolidinonesOHZeven(dalbavancin)Invanz (ertapenem)Zyvox (linezolid)PfizerMerckPfizer
The market for antibiotics • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • Global market for antibiotics: $23-30 billion Fast-growing classes: Glycopeptides, carbapenems, oxazolidinones Best-selling antibiotic: Levaquin, $2.4 billion
The market for antibioticsGeneric antibiotics in widespread use:HOZithromax (azithromycin)Amoxil(amoxicillin)OHKeflex(cephalexin)Augmentin(amoxicillin/clavulanate）
The market for antibiotics • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • Generic antibiotics in widespread use:
Two lines of antibiotic discovery1. Finding antimicrobial chemical weaponry innatureNaturalproductdiscovery2.Manmade“magic bullets"Syntheticchemicalsturnedintoantibiotics
Two lines of antibiotic discovery 1. Finding antimicrobial chemical weaponry in nature Natural product discovery 2. Manmade “magic bullets” Synthetic chemicals turned into antibiotics • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •
Antibiotics: Natural and syntheticNatural productantibioticsβ-lactamsErythromycinTetracyclineStreptomycin &related aminoglycosidesVancomycinSyntheticantibioticsSulfamethoxazole/trimethoprimQuinolones(Cipro)Oxazolidinones
Antibiotics: Natural and synthetic • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • Natural product antibiotics β-lactams Erythromycin Tetracycline Streptomycin & related aminoglycosides Vancomycin Synthetic antibiotics Sulfamethoxazole/trimethoprim Quinolones (Cipro) Oxazolidinones