Naravni antibiotik odstrani obrambne bakterije
Nove raziskave so pokazale, da lahko antibiotik, pridobljen iz žuželk, uniči zaščitno membrano nekaterih najbolj razširjenih bakterij, odpornih na zdravila. To bi lahko utrlo pot novemu razredu antibiotikov, ki bi lahko pomagal obvladati trenutno krizo odpornosti na zdravila.
V ZDA odpornost na antibiotike vsako leto povzroči več kot 2 milijona bolezni in 23.000 smrtnih primerov.
Svetovna zdravstvena organizacija (WHO) je raziskala pol milijona ljudi in ugotovila, da je pet najpogostejših bakterij, odpornih na zdravila:
- Escherichia coli
- Klebsiella pneumoniae
- zlati stafilokok
- Streptococcus pneumoniae
- Salmonela
Z izjemo S. pneumoniae in S. aureus, vse našteto so po Gramu negativne bakterije. Ime izvira iz Hansa Christiana Grama, zdravnika, ki je razvil Gramov test. To je kemični test madežev, ki deli bakterije na gram pozitivne in gram negativne.
Iskanje novih načinov uničevanja po Gramu negativnih bakterij je velik izziv z nekaj pomembnimi posledicami za naraščajočo javnozdravstveno krizo, ki je protimikrobna odpornost.
Nove raziskave so morda našle način, kako prodreti v obrambo teh bakterij. Znanstveniki z univerze v Zürichu (UZH) v Švici so ugotovili, da tanatin, naravni antibiotik, ki ga proizvaja žuželka, imenovana spined soldier bug, lahko napada zunanje membrane po Gramu negativnih bakterij.
John A. Robinson, oddelek za kemijo na UZH, je zadnji in zadnji avtor novega prispevka, ki je bil nedavno objavljen v reviji Znanstveni napredek.
Ustavitev samoobrambnih mehanizmov bakterij
Robinson pojasnjuje motivacijo za nedavno študijo in pravi: "Kljub velikim prizadevanjem akademskih raziskovalcev in farmacevtskih podjetij se je izkazalo, da je zelo težko določiti učinkovite nove bakterijske cilje za odkrivanje antibiotikov."
"Eden glavnih izzivov je prepoznavanje novih mehanizmov delovanja antibiotikov proti nevarnim po Gramu negativnim bakterijam."
Kot v svojem prispevku pojasnjujejo Robinson in sodelavci, asimetrična zunanja membrana ščiti po Gramu negativne bakterije. Ta dvojna plast je sestavljena iz molekul lipopolisaharida (LPS) na zunanji strani in membranskih glicerofosfolipidov v notranji plasti.
Raziskovalci so uporabili model E. coli in in vitro študije vezave, s katerimi se preizkuša, ali se antibiotik tanatin lahko veže na nekatere beljakovine, imenovane "Lpt proteini", ki ustvarjajo most od notranje membrane do zunanje membrane dvojne plasti, ki ščiti po Gramu negativne bakterije.
Ta most se nato uporablja za transport molekul LPS na zunanjo stran membrane, kar ustvarja obrambno oviro.
Laboratorijske analize so pokazale, da tanatin blokira interakcije med beljakovinami, ki so potrebne za oblikovanje mostu. To pomeni, da molekule LPS ne morejo doseči cilja, kar preprečuje nastanek celotne zaščitne asimetrične zunanje membrane. Brez obrambe bakterija podleže antibiotiku.
"Ti rezultati," pravijo avtorji, "poudarjajo novo paradigmo za delovanje antibiotikov, ki usmerjajo dinamično mrežo interakcij med beljakovinami in beljakovinami, potrebno za sestavljanje kompleksa Lpt v E. coli.”
"Rezultati tudi identificirajo enega naravnega peptida kot izhodišče za razvoj potencialnih kliničnih kandidatov, ki ciljajo na nevarne po Gramu negativne bakterijske patogene," dodajajo.
Robinson komentira rezultate in pravi: "Ta ugotovitev nam pokaže način, kako razviti snovi, ki posebej zavirajo interakcije protein-protein v bakterijskih celicah."
"To je mehanizem delovanja brez primere za antibiotik, ki takoj predlaga načine za razvoj novih molekul kot antibiotikov, ki ciljajo na nevarne patogene."
John A. Robinson
