Znanstveniki so morda odkrili novo orožje v boju proti antibiotikom odpornim superbablom: drogam, ki zamrznejo razvoj bakterij v sledovih.
Bakterije, ki so odporne na antibiotike, so tisti mikrobi, ki nekako preživijo tudi pod napadom megadrugov, ki so jih ubili. Vsako leto vsaj 2,8 milijona ljudi v ZDA ujame eno od teh močnih bakterij ali odpornih gliv, poročajo Centri za nadzor in preprečevanje bolezni (CDC).
Eden od načinov, kako se bakterije razvijejo, da postanejo "na antibiotike odporne", je nabiranje prosto plavajočega genetskega materiala iz njihovega okolja. Nato odstranjene gene vgradijo v lastno DNK. Na ta način lahko bakterije zbirajo gene, ki jih izločajo iz mikrobov, ki so že odporni, in tako sami pridobijo odpornost. Toda bakterije ne morejo ujeti stranskih koščkov DNK brez prave opreme; "hrošči" morajo najprej vstopati v stanje, imenovano "kompetenca" za gradnjo strojev, potrebnih za odvzem genskega materiala iz njihove okolice.
Bakterije postanejo kompetentne, kadar so izpostavljene stresu, na primer, ko so izpostavljene antibiotičnim zdravljenjem. Študije kažejo, da več skupnih razredov antibiotikov dejansko povzroči širjenje odpornosti na antibiotike s potiskanjem bakterij v stanje, v katerem je stres. Toda zdaj nova raziskava bakterij Streptococcus pneumoniae je izpostavil potencialno rešitev tega paradoksalnega problema: zdravila, ki preprečujejo, da bi bakterije v prvi vrsti postale pristojne.
Za študijo, ki je bila objavljena v torek (3. marca) v reviji Cell Host & Microbe, so raziskovalci to strategijo preizkusili v mišjem modelu in uspešno blokirali več sevov S. pneumoniae da ne postanejo kompetentni in izmenjujejo gene znotraj miši. Bakterija, ki običajno živi v človeškem nosu in grlu, lahko sproži resne okužbe, če se selijo v krvni obtok, sinuse, ušesa, pljuča ali tkiva, ki pokrivajo možgane ali hrbtenjačo, poroča CDC.
Antibiotiki so edino razpoložljivo zdravljenje teh okužb, vendar v več kot 30% primerov S. pneumoniae sevi so odporni na enega ali več antibiotikov. Če se tako imenovana "protievolucijska" zdravila pri ljudeh izkažejo za varna, bi morda zdravila pomagala preprečiti, da bi več sevov pridobilo odpornost, so predlagali raziskovalci.
Ustavitev namaza
Raziskovalci so pregledali več kot 1300 zdravil, da bi natančno ugotovili, katera zdravila bi lahko zaustavila mletje. Rezultati so pokazali na 46 takih zdravil, vključno z antipsihotičnimi zdravili, protimikrobnimi zdravili in proti malarijskim zdravilom. Čeprav so različna zdravila, različna zdravila preprečujejo kompetenco v majhnih odmerkih prek istega mehanizma, so ugotovili raziskovalci.
"Pot kompetenc se preučuje desetletja in poznamo vse ključne sestavine," avtorja študije Jan-Willem Veening, profesor na oddelku za temeljno mikrobiologijo na švicarski univerzi v Lozani, in Arnau Domenech, podoktorski raziskovalec v Veeningovih laboratorija, je v e-poštnem sporočilu povedal Live Science.
Ena ključnih komponent, znana kot proton-motive force (PMF), omogoča celici, da proizvaja energijo, uvaža hranljive snovi in prevoz blaga v in iz njenega telesa. Ko bakterije preidejo v to pristojno stanje, ponavadi izčrpajo peptid, imenovan CSP, ki se nabira zunaj celice in sproži kompetenco (sposobnost, da zgrabi odbitke, odporne na antibiotike), potem ko se zbere čez določen prag.
Ko pa so podvrženi protievolucijskim zdravilom, S. pneumoniae ne more več vzdrževati običajnega PMF in transporter, ki ponavadi izčrpa napake CSP. "Ker je pot kompetenc strogo urejena, če CSP ne izvozi, je izražanje ključnih spojin blokirano in kompetenca zavirana," sta povedala Domenech in Veening.
Avtorji so preizkušali učinek izbranih zdravil - protimikrobnih, antipsihotičnih in proti malarijskih - na gojene S. pneumoniae in ugotovili so, da so vsi blokirali pristojnost, ker so motili to komponento PMF. Ugotovili so enake rezultate tako v živih miših kot v človeških celicah v laboratorijskih jedeh.
"Lepota tega dela je, da smo našli več spojin ..., ki lahko rahlo motijo PMF, ne da bi vplivale na normalno rast celice," dodata Domenech in Veening.
"Moti rast bakterij, ki poganjajo odpornost na odpornost," je dejal Andrew Read, profesor ekologije in biologije bolezni na državni univerzi Pennsylvania, ki ni bila vključena v raziskavo. Če droge lahko blokirajo kompetenco, ne da bi celice spodbudile k odpornosti, "bi hrošči ostali občutljivi na zdravljenje z antibiotiki," je dejal.
Prihodnje študije bodo potrebne, da se ugotovi, ali je mogoče "antievolucijska" zdravila realistično uporabiti v kombinaciji z antibiotiki za preprečevanje širjenja odpornosti na antibiotike, "so avtorji zapisali v svojem prispevku. "Naslednji naslednji koraki bodo preizkusili, ali so specifični za Streptococcus pneumoniae ali če lahko tudi preprečijo pridobitev odpornosti pri drugih človeških patogenih, "sta Domenech in Veening povedala za Live Science. Read je dejal, da se mora filozofija iztirjenja evolucije za preprečevanje odpornosti prenašati na druge hrošče, vendar se lahko natančni cilji na droge med njimi razlikujejo.
Znanstveniki bodo morali pri razvoju zdravil za uporabo v humani medicini biti pametni pri oblikovanju kliničnih preskušanj, dodaja Read. "To je" zaščititi terapevtsko "zdravilo, ne pa samo terapevtsko," kar pomeni, da cilj zdravil ne bi bil zdraviti ljudi, recimo, temveč preprečevati odpor, "je dejal.
"Namesto da bi ubil hrošče," ker številne skupine želijo doseči nova zdravila z antibiotiki, "to poskuša zaustaviti vnos genetskih sprememb, na katere lahko deluje selekcija." Preberite, rečeno. "Zame so odlični prvi koraki - gremo."
