MikrobiologiaNauka

Pięta achillesowa bakterii opornych na antybiotyki może pomóc w zahamowaniu rozprzestrzeniania się infekcji

Oporność na antybiotyki to obecnie jedno z największych zagrożeń zdrowia publicznego na całym świecie. Według najnowszych szacunków rocznie umiera ponad 1 milion osób z powodu infekcji, których nie można wyleczyć za pomocą dostępnych leków. Do 2050 roku liczba ta może wzrosnąć do niemal 2 milionów zgonów rocznie, co sprawia, że problem ten zyskuje coraz większe znaczenie.

W obliczu tak poważnego kryzysu naukowcy intensywnie poszukują nowych metod zwalczania bakterii opornych na antybiotyki. Badacze z University of California San Diego, we współpracy z Arizona State University oraz Universitat Pompeu Fabra w Hiszpanii, odkryli nową słabość w mechanizmie działania bakterii Bacillus subtilis. Odkrycie to może być kluczowe w opracowywaniu strategii przeciwdziałających rozprzestrzenianiu się oporności na leki.

Choć bakterie oporne na antybiotyki zyskują przewagę nad innymi drobnoustrojami, nie zawsze stają się dominujące w populacji. W artykule opublikowanym w „Science Advances” naukowcy wyjaśniają, że oporność na antybiotyki wiąże się z fizjologicznym kosztem, który ogranicza możliwości wzrostu i dominacji tych szczepów.

Profesor Gürol Süel i jego zespół zidentyfikowali mechanizm, w którym mutanty rybosomów, odpowiadających za oporność na antybiotyki, konkurują o jony magnezu z cząsteczkami ATP — źródłem energii dla komórek. Ta wewnętrzna „walka” prowadzi do osłabienia wzrostu mutantów w porównaniu do szczepów dzikich, które nie są oporne na leki.

Model struktury rybosomu z zaznaczonymi kolorami wskaźnikami elastyczności; czerwony podkreśla regiony rybosomu, które stają się bardziej elastyczne, podczas gdy niebieski przedstawia bardziej sztywne obszary. fot. Ashley Moon, Süel Lab, UC San Diego

Nowe podejście do walki z opornością bez użycia leków

Wyniki badań sugerują, że ta odkryta słabość może być wykorzystana jako cel terapeutyczny, pozwalający na kontrolowanie rozprzestrzeniania się oporności bez stosowania antybiotyków. Chelatowanie jonów magnezu w środowisku bakteryjnym może selektywnie hamować wzrost bakterii opornych, jednocześnie pozostawiając nienaruszone szczepy dzikie, które mogą wspierać zdrowie człowieka.

„Nasze badania pokazują, że możemy kontrolować bakterie oporne na antybiotyki bez leków czy toksycznych chemikaliów, poprzez lepsze zrozumienie ich właściwości molekularnych i fizjologicznych” — mówi profesor Süel.

Odkrycie to nie jest jedyną bezlekową strategią zaproponowaną przez zespół profesora Süela. W październiku, naukowcy z University of Chicago wraz z Süelem ogłosili wynalezienie bioelektronicznego urządzenia, które wykorzystuje naturalną aktywność elektryczną bakterii znajdujących się na naszej skórze. Urządzenie to wykazało skuteczność w redukcji efektów patogennych Staphylococcus epidermidis — bakterii odpowiedzialnej za wiele infekcji szpitalnych.

„Pilnie potrzebujemy alternatyw dla antybiotyków, które tracą swoją skuteczność z powodu ich nadużywania na całym świecie” — podkreśla profesor Süel. „Nasze badania wskazują na nowe możliwości kontrolowania infekcji bakteryjnych bez konieczności użycia antybiotyków.”

Odkrycia te otwierają nową ścieżkę w badaniach nad leczeniem infekcji bakteryjnych i stanowią nadzieję na powstrzymanie narastającego problemu oporności na antybiotyki. Zamiast sięgać po nowe leki, które mogą szybko stracić skuteczność, naukowcy proponują bardziej zrównoważone i innowacyjne podejście, wykorzystując naturalne mechanizmy regulacyjne bakterii.

Badania nad piętą achillesową bakterii opornych na antybiotyki stanowią przełom w podejściu do zwalczania infekcji. Dzięki lepszemu zrozumieniu mechanizmów fizjologicznych naukowcy mogą opracować nowe strategie terapeutyczne, które ograniczą rozprzestrzenianie się oporności na leki bez ryzyka pojawienia się kolejnych, bardziej odpornych szczepów.

Autorzy badania: Eun Chae Moon, Tushar Modi, Dong-yeon Lee, Danis Yangaliev, Jordi Garcia-Ojalvo, S. Banu Ozkan oraz Gürol Süel.

 

Źródło: Science Advances, Physiological cost of antibiotic resistance: Insights from a ribosome variant in bacteria, University of California – San Diego fot. Ashley Moon, Süel Lab, UC San Diego / Adobe

DOI: 10.1126/sciadv.adq5249

Portal Oddech Życia

Oddech Życia to największy polski portal poświęcony mukowiscydozie. W portalu również materiały, informacje i newsy poświęcone innych chorobom pulmonologicznym: astmie, POChP, dyskinezie rzęsek.

Podobne artykuły

Back to top button