Dabas antibiotikas atbrīvo baktērijas no viņu aizsardzības līdzekļiem
Jauni pētījumi atklāj, ka kukaiņu iegūta antibiotika var iznīcināt dažu visizplatītāko zāļu rezistento baktēriju aizsargmembrānu. Tas varētu pavērt ceļu jaunai antibiotiku klasei, kas varētu palīdzēt pārvarēt pašreizējo zāļu rezistences krīzi.
Amerikas Savienotajās Valstīs antibiotiku rezistence katru gadu izraisa vairāk nekā 2 miljonus slimību un 23 000 nāves gadījumu.
Pasaules Veselības organizācija (PVO) aptaujāja pusmiljonu cilvēku un atklāja, ka piecas visbiežāk sastopamās pret zālēm izturīgās baktērijas ir:
- Escherichia coli
- Klebsiella pneumoniae
- Staphylococcus aureus
- Streptococcus pneumoniae
- Salmonella
Izņemot S. pneumoniae un S. aureus, visas iepriekš minētās ir gramnegatīvas baktērijas. Nosaukums cēlies no Hansa Kristiana Grama, ārsta, kurš izstrādājis Grama testu. Šis ir ķīmiskais traipu tests, kas baktērijas sadala grampozitīvās un gramnegatīvās.
Atrast jaunus veidus, kā iznīcināt gramnegatīvās baktērijas, ir liels izaicinājums, un tam ir dažas svarīgas sekas pieaugošajai sabiedrības veselības krīzei, kas ir pretmikrobu rezistence.
Jauni pētījumi, iespējams, atrada veidu, kā iekļūt šo baktēriju aizsargspējībās. Šveices Cīrihes universitātes (UZH) zinātnieki atklāja, ka tanatīns, dabiski sastopama antibiotika, ko ražo kukainis, ko dēvē par spiningo karavīra kļūdu, var uzbrukt gramnegatīvo baktēriju ārējām membrānām.
Džons A. Robinsons no UZH Ķīmijas katedras ir atbilstošais un pēdējais jaunā darba autors, kas nesen tika publicēts žurnālā Zinātnes attīstība.
Baktēriju pašaizsardzības mehānismu apturēšana
Robinsons izskaidro nesenā pētījuma motivāciju, sakot: "Neskatoties uz akadēmisko pētnieku un farmācijas uzņēmumu milzīgajiem centieniem, ir izrādījies ļoti grūti noteikt efektīvus jaunus baktēriju mērķus antibiotiku atklāšanai."
"Viena no galvenajām problēmām ir jaunu antibiotiku darbības mehānismu noteikšana pret bīstamām gramnegatīvām baktērijām."
Kā Robinsons un kolēģi paskaidro savā rakstā, asimetriska ārējā membrāna aizsargā gramnegatīvās baktērijas. Šo dubulto slāni veido lipopolisaharīdu (LPS) molekulas ārpusē un membrānas glicerofosfolipīdi iekšējā slānī.
Pētnieki izmantoja E. coli un in vitro saistīšanās pētījumi, lai pārbaudītu, vai antibiotika nekā statīns var saistīties ar dažiem olbaltumvielām, ko sauc par “Lpt olbaltumvielām”, kas rada tiltu no dubultā slāņa iekšējās membrānas uz ārējo membrānu, kas aizsargā gramnegatīvās baktērijas.
Pēc tam šo tiltu izmanto, lai transportētu LPS molekulas uz membrānas ārējo pusi, izveidojot aizsardzības barjeru.
Laboratorijas analīzes atklāja, ka tanatīns bloķē mijiedarbību starp olbaltumvielām, kas nepieciešamas tilta veidošanai. Tas nozīmē, ka LPS molekulas nevar sasniegt galamērķi, novēršot visas aizsargājošās asimetriskās ārējās membrānas veidošanos. Bez tās aizsardzības baktērija pakļaujas antibiotikai.
"Šie rezultāti," saka autori, "izceļ jaunu antibiotiku darbības paradigmu, kas vērsta uz olbaltumvielu un olbaltumvielu mijiedarbības dinamisku tīklu, kas nepieciešams Lpt kompleksa montāžai E. coli.”
"Rezultāti arī identificē vienu dabā sastopamu peptīdu kā sākumpunktu potenciālo klīnisko kandidātu attīstībai, kas vērsti pret bīstamiem gramnegatīviem baktēriju patogēniem," viņi piebilst.
Robinsons komentē rezultātus, sakot: "Šis atklājums parāda mums veidu, kā izstrādāt vielas, kas īpaši kavē olbaltumvielu un olbaltumvielu mijiedarbību baktēriju šūnās."
"Tas ir bezprecedenta antibiotiku darbības mehānisms, un tas nekavējoties piedāvā veidus, kā izstrādāt jaunas molekulas kā antibiotikas, kas vērstas pret bīstamiem patogēniem."
Džons A. Robinsons
