Miért nem sikerül az antibiotikumok a baktériumok elleni küzdelemben?
Az antibiotikumok hatására immunis baktériumok az egész világon az orvosi kutatóközösségek elsődleges problémájává váltak. Egy új tanulmány azt vizsgálja, hogy ezek a „szuperbogarak” mitől állnak ellenállóbbak a legerősebb gyógyszerekkel szemben.
Csak nemrégiben Orvosi hírek ma, bemutattunk egy tanulmányt, amely kiemelte a szuperbugák folyamatosan növekvő válságát, amelyek váratlanul gyors ütemben terjednek az egész világon.
A tanulmány szerzői komor figyelmeztetést adnak ki, hogy ha a baktériumok továbbra is ilyen hatékonyan és ilyen sebességgel „páncéloznak”, az antibiotikumok hamarosan teljesen hatástalanná válhatnak ellenük.
Ezért rendkívül fontos megérteni, hogy ezek a mikroorganizmusok pontosan miként képesek kivédeni azokat a gyógyszereket, amelyek korábban képesek voltak ellenük hatni. Ez a tudás lesz az első lépés a makacs bakteriális fertőzések elleni erősebb kezelések kidolgozásában.
Egy új tanulmányban a kanadai Hamiltoni McMaster Egyetem fizikusainak egy csoportja meghatározta, hogy mi teszi lehetővé a baktériumok számára az antibiotikumok visszaszorítását, ha rezisztensek lesznek.
Noha a mechanizmus egyszerű, ez az első alkalom, hogy a kutatók ezt a rendkívül érzékeny technológiának köszönhetően vizsgálják és képesek pontosan meghatározni.
A tanulmány vezető szerzője, Maikel Rheinstädter professzor és munkatársai a folyóiratban megjelent tanulmányban számolnak be eredményeiről Természetkommunikációs biológia ma megjelent. A kutatók úgy vélik, hogy felfedezésük segíthet a tudósoknak hatékonyabb gyógyszerek tervezésében a fertőzések kezelésére.
"Sok-sok baktérium létezik, és annyi antibiotikum van, de ha sokukra alkalmazható alapmodellt javasolunk, sokkal jobban megismerhetjük, hogyan lehetne jobban kezelni és megjósolni az ellenállást" - jegyzi meg Rheinstädter professzor.
A mikromechanizmusok megértésének szükségessége
Annak megértése érdekében, hogy a makacs baktériumok miként képesek távol tartani a hatásos antibiotikumokat, a kutatók részletesen tanulmányozták azt a mechanizmust, amely lehetővé teszi ezen gyógyszerek egyikének behatolását a baktérium membránjába és munkájának elvégzését.
Ehhez a tanulmányhoz a kutatók a polimixin B-re, egy antibiotikumra tértek ki, amelyet az orvosok az agyhártyagyulladás és a húgyúti, a szem és a vér fertőzésének kezelésében használnak.
A kutatók elmagyarázzák, hogy ezt a speciális gyógyszert választották, mert korábban ez volt az egyetlen antibiotikum, amely a gyógyszerekkel szemben ellenálló baktériumok ellen hat. Néhány évvel ezelőtt azonban egy kínai szakértői csoport megállapította, hogy egy bakteriális gén immunivá teheti ezeket a mikroorganizmusokat a polimixinekkel szemben.
"Meg akartuk tudni, hogy ez a baktérium konkrétan hogyan állította le ezt a gyógyszert ebben a konkrét esetben" - mondja Adree Khondker első szerző, hozzátéve: "Ha ezt megértjük, jobb antibiotikumokat is tervezhetünk."
A kutatók speciális, érzékeny eszközöket alkalmaztak, amelyek lehetővé tették a bakteriális membrán elemzését. Ezek az eszközök rendkívül nagy felbontású képeket készítettek, amelyek még az egyes molekulákat is megörökítették, egy-egy szál szélességének körülbelül egymillió része.
"Ha beveszi a baktérium sejtet, és hozzáadja ezt a gyógyszert, akkor lyukak keletkeznek a falban, lyukasztóként működnek és megölik a sejtet" - jegyzi meg Khondker. "De sok vita folyt arról, hogyan is alakultak ki ezek a lyukak."
Mi történik a rezisztens baktériumokkal?
Az antibiotikum behatolási mechanizmusa a bakteriális membránon a következőképpen működik: a negatív töltésű baktérium automatikusan „behúzza” a pozitív töltésű gyógyszert.
Amikor azonban ez megtörténik, a baktérium membrán gátként működik az antibiotikummal szemben, és célja annak megakadályozása, hogy a baktérium belsejébe jusson. Normális körülmények között ez hatástalan, mert a membrán elég vékony ahhoz, hogy az antibiotikum „lyukakat ütjön” benne.
Gyógyszerrezisztens baktérium esetében azonban a kutatók legmodernebb technológiája feltárta, hogy a membrán merevebbé válik, és sokkal nehezebb behatolni. Sőt, a baktérium negatív töltése gyengül, ami azt jelenti, hogy az antibiotikum számára nehezebb megtalálni és „ragaszkodni” hozzá.
Ahogy Khondker leírja: „A drog esetében ez olyan, mintha a Jello vágásától a szikla átvágásáig tartanánk.”
Ez az első alkalom, hogy egy kutatócsoport képes pontosan meghatározni ezeket a változásokat - hangsúlyozzák a nyomozók.
„Nagyon sok találgatás volt erről a mechanizmusról. De most először bizonyíthatjuk, hogy a membrán merevebb, és a folyamat lelassult. "
Prof. Maikel Rheinstädter
