Vedci pravdepodobne odkryli novú zbraň v boji proti superbugom rezistentným na antibiotiká: lieky, ktoré v jej stopách zmrazujú bakteriálny vývoj.
Baktérie rezistentné voči antibiotikám sú také mikróby, ktoré nejako prežijú aj pod náporom megadrugov, ktoré ich chceli zabiť. Podľa Centers for Disease Control and Prevention (CDC) každý rok najmenej 2,8 milióna ľudí v USA uloví jednu z týchto veľmi silných baktérií alebo rezistentných húb.
Jedným zo spôsobov, ako sa baktérie stanú „rezistentnými na antibiotiká“, je zachytenie voľne plávajúceho genetického materiálu zo svojho prostredia. Potom začlenia vychytávané gény do svojej vlastnej DNA. Týmto spôsobom môžu baktérie zbierať gény vylučované z mikróbov, ktoré sú už rezistentné, a tak si aj získajú rezistenciu. Baktérie však nedokážu zachytiť skryté kúsky DNA bez správneho vybavenia; „chyby“ musia najskôr vstúpiť do stavu nazývaného „kompetencia“, aby sa postavili zariadenia potrebné na odobratie genetického materiálu z ich okolia.
Baktérie sa stávajú kompetentnými, keď sú vystavené stresu, napríklad keď sú vystavené antibiotickým ošetreniam. Štúdie naznačujú, že niekoľko bežných skupín antibiotík v skutočnosti vedie k šíreniu antibiotickej rezistencie tlačením baktérií do stresovaného stavu. Teraz však nová štúdia baktérií Streptococcus pneumoniae zdôraznil potenciálne riešenie tohto paradoxného problému: lieky, ktoré v prvom rade bránia tomu, aby sa baktérie stali kompetentnými.
V štúdii uverejnenej v utorok (3. marca) v časopise Cell Host & Microbe vedci testovali túto stratégiu na myšom modeli a úspešne zablokovali niekoľko kmeňov S. pneumoniae aby sa stali kompetentnými a vymieňali si gény vo vnútri myší. Baktérie, ktoré zvyčajne žijú v ľudskom nose a krku, môžu vyvolať vážne infekcie, ak migrujú do krvného riečišťa, dutín, uší, pľúc alebo tkanív pokrývajúcich mozog alebo miechu podľa CDC.
Antibiotiká sú jedinou dostupnou liečbou týchto infekcií, ale vo viac ako 30% prípadov sú tieto antibiotiká S. pneumoniae kmene sa ukázali ako rezistentné na jedno alebo viac antibiotík. Ak sa u ľudí ukáže, že takzvané „antievolučné“ lieky sú bezpečné, možno by lieky pomohli zabrániť ďalším kmeňom získať odpor, uviedli vedci.
Zastavenie šírenia
Vedci skúmali viac ako 1300 liekov, aby určili, ktoré z nich by mohli priniesť kompetenciu k zastaveniu mletia. Výsledky poukázali na 46 takýchto liekov vrátane antipsychotických liekov, antimikrobiálnych látok a antimalarických liekov. Vedci zistili, že hoci sú rôzne, všetky lieky zabraňujú schopnosti pri nízkych dávkach.
„Cesta kompetencií bola študovaná už desaťročia a poznáme všetky kľúčové komponenty,“ autori štúdie Jan-Willem Veening, profesor na Katedre fundamentálnej mikrobiológie na Švajčiarskej univerzite v Lausanne, a Arnau Domenech, postdoktorandský výskum vo Veening's laboratórium, informoval Live Science v e-maile.
Jedna kľúčová zložka, známa ako protón-hnacia sila (PMF), umožňuje bunke produkovať energiu, dovážať výživné látky a dopravovať náklad do tela a von z neho. Keď baktérie vstúpia do tohto kompetentného stavu, zvyčajne odčerpajú peptid nazývaný CSP, ktorý sa hromadí mimo bunky a spúšťa kompetencie (schopnosť chytiť génové zvyšky rezistentné na antibiotiká), keď sa vybuduje nad určitý prah.
Ale keď sú podrobené anti-evolučným liekom, S. pneumoniae už nedokáže udržiavať normálny PMF a transportér, ktorý zvyčajne prečerpáva poruchy CSP. „Keďže dráha kompetencie je prísne regulovaná, ak sa CSP neexportuje, výraz kľúčových zlúčenín je blokovaný a kompetencia je inhibovaná,“ uviedli Domenech a Veening.
Autori testovali účinok vybraných liekov - antimikrobiálnych, antipsychotických a antimalarických - na kultivované S. pneumoniae a zistili, že všetci blokovali kompetenciu prerušením tejto zložky PMF. Rovnaké výsledky našli v živých myšiach aj v ľudských bunkách v laboratórnych miskách.
„Krása tejto práce spočíva v tom, že sme našli niekoľko zlúčenín ... ktoré môžu mierne narušiť PMF bez ovplyvnenia normálneho rastu bunky,“ dodali Domenech a Veening.
„Narúša to rast baktérií, čo vedie k výberu rezistencie,“ uviedol Andrew Read, profesor ekológie a biológie chorôb na Pennsylvánskej štátnej univerzite, ktorý sa nezúčastnil štúdie. Ak lieky dokážu blokovať kompetenciu bez toho, aby bunky poháňali vývoj rezistencie, „potom by chyby zostali citlivé“ na liečbu antibiotikami.
Budú potrebné ďalšie štúdie, aby sa zistilo, či „antievolučné lieky“ možno realisticky používať v kombinácii s antibiotikami, aby sa zabránilo šíreniu rezistencie na antibiotiká, “uviedli autori vo svojej práci. „Našim ďalším krokom bude testovanie, či sú špecifické pre Streptococcus pneumoniae alebo ak môžu tiež blokovať získavanie rezistencie u iných ľudských patogénov, “povedal Domenech a Veening pre Live Science. Prečítajte si, že filozofia vykoľajenia evolúcie, ktorá má zabrániť rezistencii, by sa mala preniesť na ďalšie chyby, ale presné ciele pre lieky sa medzi nimi môžu líšiť.
Pri vývoji liekov na humánne použitie musia byť vedci dômyselní v tom, ako navrhujú klinické skúšky, dodal Read. „Je to skôr„ liečivý liek “, než samotný liečebný prostriedok, čo znamená, že cieľom týchto liekov by nebolo liečiť ľudí, ale namiesto toho zabrániť odporu.
„Namiesto toho, aby sa snažili zabíjať chyby,“ ako sa veľa skupín snaží dosiahnuť pomocou nových antibiotických liekov, „sa snaží zastaviť vstup genetickej variácie, na ktorú môže výber reagovať.“ Prečítajte si povedal. "Pre mňa sú skvelé prvé kroky - poďme."
