Obudzić i zniszczyć: jak tlen może pomóc w usuwaniu bakterii opornych na antybiotyki

Obrazek użytkownika farmacja.pl
Autor: farmacja.pl / Opublikowano: 2017-01-09 10:43:05 /

Słysząc o oporności bakterii na antybiotyki można by sobie wyobrazić jakieś superbakterie, które nagle przystosowały się, zyskując oporność na leczenie. Ale jest jeszcze inny, mniej rozpowszechniony scenariusz: bakterie potrafią przejść w stan uśpienia, co umożliwia im prześlizgiwanie się przez sieć. To właśnie było przedmiotem zainteresowania partnerów projektu BIO-NMR, którzy znaleźli sposób na obudzenie bakterii, aby móc je zabić.

„Antybiotyki zabijają bakterie tylko wtedy, kiedy aktywnie rosną i dzielą się” – wyjaśnia Thomas K. Wood, profesor inżynierii chemicznej i Kierownik Katedry Biotechnologii Uniwersytetu Stanowego Pensylwanii. „Jednak czynniki stresu środowiskowego często powodują uruchomienie mechanizmu, który służy im do wytwarzania toksyny wprowadzającej komórkę w stan uśpienia, przez co staje się ona antybiotykooporna”. Takie bakterie tworzące biofilm jest wówczas niezwykle trudno zabić.

Dobrym przykładem będą tu niektóre bakterie zasiedlające przewód pokarmowy. Choć żółć jest w zasadzie dla nich zabójcza, potrafią się bronić wytwarzając autotoksynę (białko), które wprowadza je w stan uśpienia w obecności żółci. Kiedy tylko żółć zniknie, bakteria wytwarza inne białko, niszczące to poprzednio wytworzone, i ponownie ożywa.

Znalezienie sposobu na powstrzymanie wytwarzania tej toksyny było kluczowym wyzwaniem w badaniach naukowych wspieranych częściowo przez finansowany przez UE projekt BIO-NMR (NMR for Structural Biology) – zakończone już przedsięwzięcie połączyło europejskie zasoby w spektroskopii jądrowego rezonansu magnetycznego (NMR). Międzynarodowy zespół, wspierany także przez hiszpański projekt MINECO oraz Wojskowe Laboratorium Badawcze, zdołał scharakteryzować pierwszy układ toksyna-antytoksyna w biofilmie, który jest – jak się okazuje – zależny od tlenu.

Naukowcy w laboratorium NMR Uniwersytetu w Barcelonie przystąpili do tworzenia charakterystyki na poziomie molekularnym i atomowym. Koncentrując się na bakterii E. Coli stwierdzili, że w strukturze antytoksyny są kanaliki, których średnica umożliwia przechodzenie cząsteczek tlenu, od którego jest właściwie uzależniona. Układ toksyna-antytoksyna Hha-TomB oznacza, że do wybudzenia bakterii antytoksyna musi skutecznie utlenić toksynę.

Innymi słowy dodatkowe źródło tlenu mogłoby wystarczyć, aby obudzić bakterie i uwrażliwić je na antybiotyki. Naukowcy stwierdzili, że do obudzenia bakterii znajdujących się na krawędziach biofilmu wystarczy zaledwie 10% tlenu. To mogłoby rozbić biofilm i rozproszyć go, pozostawiając bakterie znajdujące się w środku bez ochrony.

Wood wskazuje na wagę tych wyników dla opracowania lepszych środków przeciwdrobnoustrojowych. „Jeżeli poznamy działanie układów toksyna-antytoksyna na poziomie molekularnym lub atomowym, będziemy w stanie tworzyć lepsze środki przeciwdrobnoustrojowe” – zauważa. „Jestem przekonany, że układy toksyna-antytoksyna stanowią fundament fizjologii wszystkich bakterii. Ufamy, że da nam to wgląd w sposób, w jaki są w stanie uchować się przed antybiotykami”.

Źródło: cordis.europa.eu

Udostępnij
PILNE
ZAMKNIJ
Oświadczenie

Dostęp do zawartości serwisu farmacja.pl jest możliwy
dla osób uprawnionych do wystawia recept
lub osób prowadzących obrót produktami leczniczymi.

Oświadczam, że jestem lekarzem, farmaceutą
lub osobą prowadzącą zaopatrzenie w produkty lecznicze.


Akceptuj