Teadlased võisid antibiootikumiresistentsete superlugide vastases võitluses paljastada uue relva: ravimid, mis külmutavad bakterite arengut selle jälgedes.
Antibiootikumide suhtes resistentsed bakterid on need mikroobid, mis jäävad ellu isegi nende tapmiseks mõeldud mürgeenide rünnaku tagajärjel. Haiguste kontrolli ja ennetamise keskuste (CDC) andmetel püüab igal aastal vähemalt 2,8 miljonit USA elanikku ühte neist ülitugevatest bakteritest või resistentsetest seentest.
Üks viis, kuidas bakterid muutuvad "antibiootikumiresistentseks", on nende keskkonnast vabalt ujuva geneetilise materjali korjamine. Seejärel lülitavad nad eemaldatud geenid omaenda DNA-sse. Sel viisil saavad bakterid koguda juba resistentsetesse mikroobidesse eralduvaid geene ja saada ise resistentsuse. Kuid bakterid ei suuda ilma õige varustuseta tabada veidraid DNA bitte; "vead" peavad kõigepealt jõudma olekusse, mille nimi on "pädevus", et ehitada masinaid, mis on vajalikud geneetilise materjali valimiseks nende ümbrusest.
Bakterid muutuvad pädevateks stressi all kannatades, näiteks siis, kui neid ravitakse antibiootikumidega. Uuringud näitavad, et antibiootikumiresistentsuse levikut soodustavad tegelikult mitmed levinud antibiootikumiklassid, surudes bakterid stressist välja. Nüüd aga uus uuring bakterite kohta Streptococcus pneumoniae on esile toonud selle paradoksaalse probleemi võimaliku lahenduse: ravimid, mis takistavad bakterite kompetentsust.
Teisipäeval (3. märtsil) ajakirjas Cell Host & Microbe avaldatud uuringu jaoks panid teadlased selle strateegia proovile hiiremudeli abil ja blokeerisid edukalt mitu S. pneumoniae muutudes pädevaks ja vahetades geene hiirte sees. CDC andmetel võivad bakterid, mis tavaliselt elavad inimese ninas ja kurgus, põhjustada tõsiseid nakkusi, kui nad rändavad vereringesse, siinustesse, kõrvadesse, kopsudesse või aju või seljaaju katvatesse kudedesse.
Antibiootikumid on ainus olemasolev raviviis nende nakkuste korral, kuid enam kui 30% juhtudest on see infektsioon S. pneumoniae tüved osutuvad resistentseks ühe või mitme antibiootikumi suhtes. Kui niinimetatud evolutsioonivastased ravimid osutuvad inimestele ohutuks, võiksid ravimid aidata vältida rohkemate tüvede resistentsuse saavutamist, soovitasid teadlased.
Leviku peatamine
Teadlased sõelusid läbi enam kui 1300 ravimit, et selgitada välja, millised ravimid võivad pädevuse jahvatamiseks peatada. Tulemused osutasid 46 sellisele ravimile, sealhulgas antipsühhootilised ravimid, antimikroobsed ained ja malaariavastane ravim. Ehkki ravimid on mitmekesised, takistavad kõik ravimid sama mehhanismi kaudu väikeste annuste manustamist, leidsid teadlased.
"Pädevusrada on uuritud aastakümneid ja me teame kõiki võtmekomponente," sõnas uuringu autorid Janus Willem Veening, Lausanne'i Šveitsi ülikooli fundamentaalse mikrobioloogia osakonna professor ja Veeningi järeldoktor Arnau Domenech. lab, rääkis Live Science oma e-kirjas.
Üks võtmekomponent, tuntud kui prooton-liikumapanev jõud (PMF), võimaldab rakul toota energiat, toitaineid importida ja vedada oma kehast välja ja välja. Kui bakterid lähevad sellesse pädevasse olekusse, pumpavad nad tavaliselt välja peptiidi nimega CSP, mis koguneb väljaspool rakku ja käivitab kompetentsi (võime haarata antibiootikumiresistentsete geenijääkide järele), kui see on teatud piirist kõrgemale kogunenud.
Ent kui neile antakse evolutsioonivastaseid ravimeid, S. pneumoniae ei suuda enam normaalset PMF-i säilitada ja transportija, kes tavaliselt pumpab CSP tõrkeid välja. "Kuna kompetentsitee on rangelt reguleeritud, siis kui CSP ei ekspordita, blokeeritakse peamiste ühendite ekspressioon ja kompetents on pärsitud," ütlesid Domenech ja Veening.
Autorid testisid valitud ravimite - antimikroobsete, antipsühhootiliste ja malaariavastaste ravimite - mõju kultuurile S. pneumoniae ja leidsid, et kõik blokeerisid kompetentsi, häirides seda PMF-i komponenti. Nad leidsid samu tulemusi nii elusate hiirte kui ka laborianumate inimrakkudes.
"Käesoleva töö ilu seisneb selles, et leidsime mitu ühendit, mis võivad PMF-i pisut häirida, ilma et see mõjutaks raku normaalset kasvu," lisasid Domenech ja Veening.
"See häirib bakterite kasvu, mis juhib resistentsuse valimist," ütles uuringus mitte osalenud Pennsylvania osariigi ülikooli ökoloogia ja bioloogia professor Andrew Read. Ta ütles, et kui ravimid suudavad blokeerida kompetentsi, ilma et rakud resistentsust tekitaksid, "püsiksid vead tundlikud" antibiootikumravi suhtes.
Tulevased uuringud on vajalikud, et teha kindlaks, kas anti-evolutsioonivastaseid ravimeid saab koos antibiootikumidega realistlikult kasutada, et vältida antibiootikumiresistentsuse levikut, "märkisid autorid oma töös. "Meie järgmised sammud on testida, kas need on konkreetsed Streptococcus pneumoniae või kui need võivad takistada ka teiste inimese patogeenide suhtes resistentsuse omandamist, "rääkis Domenech ja Veening Live Science'ile. Read ütles, et resistentsuse vältimiseks evolutsiooni kõrvalekaldumise filosoofia peaks kanduma teistele vigadele, kuid täpsed uimasti sihtmärgid võivad nende vahel erineda.
Inimtervishoius kasutatavate ravimite väljatöötamisel peavad teadlased olema kliiniliste uuringute kavandamisel nutikad, lisas Read. "See on pigem" kaitse terapeutiline "ravim, mitte terapeutiline ise," tähendades ta, et ravimite eesmärk poleks öelda inimeste ravimine, vaid takistada resistentsust.
"Vigade tapmise eesmärgi asemel", nagu paljud rühmad soovivad saavutada uusi antibiootilisi ravimeid, "üritatakse peatada geneetilise variatsiooni sisendit, mille alusel valik toimib." Loe ütles. "Minu jaoks on suured esimesed sammud - lähme."
