Luonnollinen antibiootti poistaa bakteerit puolustuksestaan
Uusien tutkimusten mukaan hyönteisperäinen antibiootti voi tuhota joidenkin yleisimpien lääkeresistenttien bakteerien suojakalvon. Tämä voisi avata tietä uudelle antibioottiluokalle, joka voisi auttaa torjumaan nykyistä lääkeresistenssikriisiä.
Yhdysvalloissa antibioottiresistenssi aiheuttaa yli 2 miljoonaa sairautta ja 23 000 kuolemaa vuosittain.
Maailman terveysjärjestö (WHO) kysyi puoli miljoonaa ihmistä ja havaitsi, että viisi yleisintä lääkeresistenttiä bakteeria ovat:
- Escherichia coli
- Klebsiella pneumoniae
- Staphylococcus aureus
- Streptococcus pneumoniae
- Salmonella
Lukuunottamatta S. pneumoniae ja S. aureus, kaikki yllä mainitut ovat gram-negatiivisia bakteereja. Nimi tulee Hans Christian Gramilta, lääkäri, joka kehitti Gram-testin. Tämä on kemiallinen tahratesti, joka jakaa bakteerit gram-positiivisiksi ja gram-negatiivisiksi.
Uusien tapojen löytäminen gramnegatiivisten bakteerien tuhoamiseksi on suuri haaste, jolla on joitain tärkeitä vaikutuksia kasvavaan kansanterveyskriisiin, joka on mikrobilääkeresistenssi.
Uudet tutkimukset ovat saattaneet löytää tavan tunkeutua näiden bakteerien puolustukseen. Zürichin yliopiston (UZH) tutkijat Sveitsissä havaitsivat, että thanatiini, luonnossa esiintyvä antibiootti, jonka hyönteinen tuottaa piikkisotilasbugiksi, voi hyökätä gramnegatiivisten bakteerien ulkoisiin kalvoihin.
John A. Robinson UZH: n kemian laitokselta on vastaava ja viimeinen uuden lehden kirjoittaja, joka julkaistiin äskettäin lehdessä Tiede etenee.
Bakteerien itsepuolustusmekanismien pysäyttäminen
Robinson selittää äskettäisen tutkimuksen motivaation sanoen: "Akateemisten tutkijoiden ja lääkeyritysten valtavista ponnisteluista huolimatta on osoittautunut erittäin vaikeaksi tunnistaa tehokkaita uusia bakteerikohteita antibioottien löytämiselle."
"Yksi suurimmista haasteista on tunnistaa uudet antibioottien vaikutusmekanismit vaarallisia gramnegatiivisia bakteereja vastaan."
Kuten Robinson ja hänen kollegansa selittävät paperissaan, epäsymmetrinen ulkokalvo suojaa gramnegatiivisia bakteereja. Tämä kaksoiskerros koostuu lipopolysakkaridimolekyyleistä (LPS) ulkopuolelta ja kalvoglyserofosfolipideistä sisäkerroksessa.
Tutkijat käyttivät mallia E. coli ja in vitro -situmistutkimukset sen testaamiseksi, pystyykö antibiootti thanatiini sitoutumaan tiettyihin Lpt-proteiineiksi kutsuttuihin proteiineihin, jotka luovat sillan gram-negatiivisia bakteereita suojaavan kaksoiskerroksen sisäkalvosta ulkokalvoon.
Tätä siltaa käytetään sitten LPS-molekyylien kuljettamiseen kalvon ulkopinnalle, mikä luo puolustavan esteen.
Laboratorioanalyysit havaitsivat, että thanatiini estää vuorovaikutuksen siltojen muodostamiseksi tarvittavien proteiinien välillä. Tämä tarkoittaa, että LPS-molekyylit eivät pääse määränpäähänsä, mikä estää koko epäsymmetrisen suojaavan ulkokalvon muodostumisen. Ilman puolustustaan bakteeri alistuu antibiootille.
"Nämä tulokset", kirjoittavat kirjoittajat, "tuovat esiin uuden paradigman antibioottitoiminnalle, joka kohdistuu dynaamiseen proteiini-proteiini-vuorovaikutusten verkostoon, jota tarvitaan Lpt-kompleksin kokoonpanoon E. coli.”
"Tulokset tunnistavat myös yhden luonnossa esiintyvän peptidin lähtökohtana sellaisten potentiaalisten kliinisten ehdokkaiden kehittämiselle, jotka kohdistuvat vaarallisiin gram-negatiivisiin bakteeripatogeeneihin", he lisäävät.
Robinson kommentoi tuloksia sanoen: "Tämä havainto osoittaa meille keinon kehittää aineita, jotka estävät spesifisesti proteiini-proteiini-vuorovaikutusta bakteerisoluissa."
"Tämä on ennennäkemätön toimintamekanismi antibiootille ja ehdottaa välittömästi tapoja kehittää uusia molekyylejä antibiooteiksi, jotka kohdistuvat vaarallisiin patogeeneihin."
John A.Robinson
