Kāpēc antibiotikas neizdodas cīņā pret baktērijām
Baktērijas, kas ir neaizsargātas pret antibiotiku iedarbību, ir kļuvušas par galveno rūpes medicīnas pētnieku kopienām visā pasaulē. Jauns pētījums pēta to, kas padara šīs "superbugs" izturīgas pret dažām spēcīgākajām zālēm.
Tikai nesen Medicīnas ziņas šodien, mēs iepazīstinājām ar pētījumu, kurā uzsvērta arvien pieaugošā superbugu krīze, kas negaidīti strauji izplatās visā pasaulē.
Šī pētījuma autori izsaka drūmu brīdinājumu, ka, ja baktērijas turpinās tik efektīvi un tik ātri “bruņoties”, antibiotikas drīz var kļūt pilnīgi neefektīvas pret tām.
Tāpēc ir ārkārtīgi svarīgi saprast, kā tieši šie mikroorganismi var atvairīt zāles, kas iepriekš spēja pret tām iedarboties. Šīs zināšanas būs pirmais solis, lai izstrādātu spēcīgāku ārstēšanu, lai cīnītos pret spītīgām bakteriālām infekcijām.
Jaunā pētījumā Makmastera universitātes Hamiltonā, Kanādā, fiziķu komanda tagad ir noteikusi, kas ļauj baktērijām atvairīt antibiotikas, kad tās kļūst izturīgas.
Lai gan mehānisms ir vienkāršs, šī ir pirmā reize, kad pētnieki to ir izpētījuši un spējuši precīzi noteikt, pateicoties ļoti jutīgai tehnoloģijai.
Vadošais pētījuma autors prof. Maikels Reinheiders un kolēģi ziņo par saviem atklājumiem žurnālā Dabas komunikāciju bioloģija ir publicējis šodien. Pētnieki uzskata, ka viņu atklājums varētu palīdzēt zinātniekiem izstrādāt efektīvākas zāles infekciju ārstēšanai.
"Tur ir daudz, daudz baktēriju un tik daudz antibiotiku, taču, piedāvājot pamata modeli, kas attiecas uz daudziem no tiem, mēs varam daudz labāk izprast, kā labāk cīnīties un paredzēt rezistenci," atzīmē prof. Reinstērs.
Nepieciešamība izprast mikromehānismus
Lai saprastu, kā spītīgas baktērijas spēj noturēt spēcīgas antibiotikas, pētnieki sīki izpētīja mehānismu, kas ļauj vienai no šīm zālēm iekļūt baktēriju membrānā un paveikt savu darbu.
Šajā pētījumā pētnieki pievērsās polimiksīnam B, antibiotikai, ko ārsti lieto meningīta un urīnceļu, acu un asiņu infekciju ārstēšanā.
Pētnieki paskaidro, ka viņi izvēlējās šo specifisko narkotiku, jo agrāk tā bija vienīgā antibiotika, kas darbosies pret baktērijām, kas citādi bija izturīgas pret zālēm. Tomēr pirms dažiem gadiem speciālistu komanda no Ķīnas atklāja, ka viens baktēriju gēns var padarīt šos mikroorganismus imūnus pret polimiksīniem.
"Mēs vēlējāmies uzzināt, kā šīs baktērijas konkrētajā gadījumā pārtrauca šo zāļu lietošanu," saka pirmais autors Adree Khondker, piebilstot: "Ja mēs to varam saprast, mēs varam izstrādāt labākas antibiotikas."
Pētnieki izmantoja specializētus, jutīgus rīkus, kas ļāva analizēt baktēriju membrānu. Šie rīki atveidoja ārkārtīgi augstas izšķirtspējas attēlus, kas fiksēja pat atsevišķas molekulas, kuru izmēri bija aptuveni viena miljona daļa no vienas matu šķipsnas platuma.
"Ja jūs paņemat baktēriju šūnu un pievienojat šīs zāles, sienā izveidosies caurumi, kas darbosies kā caurumu perforators un nogalinās šūnu," atzīmē Hondkers. "Bet bija daudz diskusiju par to, kā šīs bedrītes vispār izveidojās."
Kas notiek ar rezistentām baktērijām?
Mehānisms, kādā antibiotika iekļūst baktērijas membrānā, darbojas šādi: baktērija, kurai ir negatīvs lādiņš, automātiski “ievelk” zāles, kam ir pozitīvs lādiņš.
Tomēr, kad tas notiek, baktēriju membrāna darbojas kā barjera pret antibiotiku, lai novērstu baktēriju nokļūšanu baktērijas iekšienē. Normālos apstākļos tas ir neefektīvi, jo membrāna ir pietiekami plāna, lai antibiotika tajā varētu “iedurt caurumus”.
Tomēr attiecībā uz zālēm izturīgu baktēriju pētnieku modernākā tehnoloģija atklāja, ka membrāna kļūst stingrāka un daudz grūtāk iekļūst. Turklāt baktērijas negatīvais lādiņš kļūst vājāks, kas nozīmē, ka antibiotikai ir grūtāk to atrast un “pielipt”.
Kā Hondkers to raksturo: "Attiecībā uz narkotikām tas ir tāpat kā pārejot no Jello griešanas uz klints izciršanu."
Šī ir pirmā reize, kad pētījumu grupa ir spējusi precīzi noteikt šīs izmaiņas, uzsver pētnieki.
“Ir daudz spekulāciju par šo mehānismu. Bet pirmo reizi mēs varam pierādīt, ka membrāna ir stingrāka, un process ir palēnināts. ”
Prof. Maikels Reinštērs
