Oamenii de știință au descoperit o nouă armă în lupta împotriva superbulfurilor rezistente la antibiotice: medicamente care îngheață evoluția bacteriană pe urmele sale.
Bacteriile rezistente la antibiotice sunt acei microbi care, într-un fel, supraviețuiesc chiar și sub atacul de la megadruguri menit să-i omoare. În fiecare an, cel puțin 2,8 milioane de oameni din Statele Unite prind una dintre aceste bacterii superstrong sau ciuperci rezistente, potrivit Centrelor pentru controlul și prevenirea bolilor (CDC).
Unul dintre modurile în care bacteriile evoluează pentru a deveni „rezistent la antibiotice” este prin preluarea materialului genetic plutitor liber din mediile lor. Apoi încorporează genele înfundate în propriul ADN. În acest fel, bacteriile pot colecta genele vărsate din microbi care sunt deja rezistenți și, astfel, pot câștiga rezistența. Dar bacteriile nu sunt capabile să prindă biți de ADN fără echipament adecvat; „bug-urile” trebuie să intre mai întâi într-o stare numită „competență” pentru a construi utilajele necesare scoaterii materialului genetic din împrejurimile lor.
Bacteriile devin competente atunci când sunt supuse stresului, cum ar fi atunci când sunt supuse unor tratamente cu antibiotice. Studiile sugerează că mai multe clase comune de antibiotice determină de fapt răspândirea rezistenței la antibiotice prin împingerea bacteriilor într-o stare stresată. Dar acum, un nou studiu asupra bacteriilor Streptococcus pneumoniae a evidențiat o soluție potențială la această problemă paradoxală: medicamentele care împiedică bacteriile să devină competente în primul rând.
Pentru studiu, publicat marți (3 martie) în revista Cell Host & Microbe, cercetătorii au pus această strategie la test într-un model de mouse și au blocat cu succes mai multe tulpini de S. pneumoniae de la a deveni competent și a schimba gene în șoareci. Bacteriile, care trăiesc de obicei în nasul și gâtul uman, pot declanșa infecții grave dacă migrează în fluxul sanguin, sinusuri, urechi, plămâni sau țesuturi care acoperă creierul sau măduva spinării, potrivit CDC.
Antibioticele reprezintă singurul tratament disponibil pentru aceste infecții, dar în mai mult de 30% din cazuri, S. pneumoniae tulpinile se dovedesc rezistente la unul sau mai multe antibiotice. Dacă așa-numitele medicamente „anti-evoluție” se dovedesc în siguranță la om, poate că medicamentele ar putea ajuta la prevenirea obținerii rezistenței mai multor tulpini, au sugerat cercetătorii.
Oprirea răspândirii
Cercetătorii au analizat mai mult de 1.300 de medicamente pentru a identifica care ar putea aduce competența pentru o oprire de rectificare. Rezultatele au indicat 46 de astfel de medicamente, inclusiv medicamente antipsihotice, anti-microbiene și un medicament anti-malarian. Deși diverse, medicamentele previn competența în doze mici prin același mecanism, au descoperit cercetătorii.
"Calea de competență a fost studiată de zeci de ani și cunoaștem toate componentele cheie", au declarat autorii Jan-Willem Veening, profesor la Departamentul de Microbiologie Fundamentală la Universitatea Elvețiană din Lausanne, și Arnau Domenech, cercetător postdoctoral în Veening's laborator, a spus Live Science într-un e-mail.
O componentă-cheie, cunoscută sub numele de forța motonului proton (PMF), permite celulei să producă energie, să importe substanțe nutritive și să naveze marfă în interiorul și în afara corpului său. Atunci când bacteriile intră în acea stare competentă, de obicei pompează o peptidă numită CSP, care se acumulează în afara celulei și declanșează competența (capacitatea de a apuca resturi de gene rezistente la antibiotice) odată ce s-a acumulat peste un anumit prag.
Dar când sunt supuși unor medicamente anti-evoluție, S. pneumoniae nu mai poate menține un PMF normal și transportatorul care pompează de obicei defecțiuni CSP. "Întrucât calea de competență este strict reglementată, dacă CSP nu este exportat, expresia compușilor cheie este blocată și competența este inhibată", au spus Domenech și Veening.
Autorii au testat efectul medicamentelor selectate - antimicrobiene, antipsihotice și anti-malariene - asupra culturii S. pneumoniae și au descoperit că toate blochează competența prin perturbarea componentei PMF. Ei au găsit aceleași rezultate atât la șoarecii vii, cât și la celulele umane în vasele de laborator.
"Frumusețea lucrării prezente este că am găsit mai mulți compuși ... care pot perturba ușor PMF fără a afecta creșterea normală a celulei", au adăugat Domenech și Veening.
„Deranjează creșterea bacteriilor care conduce selecția pentru rezistență”, a spus Andrew Read, un profesor de ecologie și biologie a bolii la Universitatea de Stat din Pennsylvania, care nu a fost implicat în studiu. Dacă medicamentele pot bloca competența fără a conduce celulele să dezvolte rezistență, atunci bug-urile ar rămâne sensibile la tratamentul cu antibiotice, a spus el.
Vor fi necesare studii viitoare pentru a determina dacă medicamentele „anti-evoluție” pot fi utilizate în mod realist în combinație cu antibiotice pentru a preveni răspândirea rezistenței la antibiotice ”, au notat autorii în lucrarea lor. „Următorii pași ai noștri vor fi testarea dacă sunt specifici pentru Streptococcus pneumoniae sau dacă pot bloca și dobândirea de rezistență la alți agenți patogeni umani, "Domenech și Veening au spus la Live Science. Citește a spus că filozofia deraierii evoluției pentru a preveni rezistența ar trebui să fie transmise altor bug-uri, dar țintele exacte ale medicamentului ar putea diferi între ele.
În dezvoltarea de medicamente pentru uz uman, oamenii de știință vor trebui să fie deștepți în modul în care proiectează studiile clinice, a adăugat Citiți. „Este un medicament care„ protejează terapeutic ”, mai degrabă decât unul terapeutic în sine, ceea ce înseamnă că obiectivul medicamentelor nu ar fi să trateze oamenii, să spună, ci să prevină rezistența, a spus el.
In loc sa urmareasca sa omoare bug-uri, dupa cum multe grupuri isi propun sa se realizeze cu noi medicamente antibiotice, aceasta incearca sa opreasca aportul de variatii genetice asupra careia poate actiona selectia. Citit a spus. "Pentru mine, primii pași grozavi - hai să mergem."
