Kuidas bakterid toimivad ühena antibiootikumidest pääsemiseks
Uus uurimus suumib Pseudomonas aeruginosa paljastada strateegia, mida ravimiresistentsed bakterid kasutavad antibiootikumide vältimiseks. Tulemused võivad aidata antibiootikume tõhusamaks muuta.
Jean-Louis Bru California molekulaarbioloogia ja biokeemia osakonnast Irvine'is on uue uuringu esimene autor, mis ilmus Bakterioloogia ajakiri.
Bru ja tema kolleegid keskendusid teadustöös Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa), teatud tüüpi bakterid, mis ründavad peamiselt tsüstilise fibroosiga inimesi.
Tsüstiline fibroos on pärilik hingamisteede haigus, mille korral kopsud toodavad rohkem lima kui peaks. See mõjutab umbes 30 000 inimest Ameerika Ühendriikides.
P. aeruginosa on olemas ka tervishoiuasutustes ning bakter võib levida saastunud vee, pinnase, käte, seadmete ja muude pindade kaudu. Bakter võib põhjustada postoperatiivseid infektsioone veres või muudes kehaosades, samuti põhjustada kopsupõletikku.
P. aeruginosa on üks ohtlikumaid bakteritüüpe.
Rahvatervise kriisi kontekstis, mis on antibiootikumiresistentsus, leidis Maailma Terviseorganisatsioon (WHO) P. aeruginosa esmatähtsate patogeenide nimekirjas - see on 12 bakterit, mis on inimese tervisele kõige ohtlikumad, kuna nad on muutunud resistentseks ravimite suhtes, mida arstid nende vastu tavaliselt kasutasid.
WHO jagas need 12 bakterit loetellu "kriitiline", "kõrge" ja "keskmine" P. aeruginosa kriitilise tähtsusega tänu resistentsusele antibiootikumide rühma kohta, mida nimetatakse karbapeneemideks.
Vaid 2 nädalat tagasi kaalusid ka haiguste tõrje ja ennetamise keskused (CDC) P. aeruginosa "tõsine oht", pannes selle oma esmatähtsate patogeenide nimekirja.
Selles laiemas pildis on sellised uuringud nagu uuring, mille Bru ja tema kolleegid on läbi viinud, ülioluline nii bakterite kaitsemehhanismide mõistmiseks kui ka nakkustega tõhusamaks võitlemiseks.
Bakterid toimivad kui üks ühendatud organism
Uues uuringus uurisid teadlased bakterite kasvu ja levikut Petri tassides, luues limaskestadega sarnase keskkonna, mis võimaldab P. aeruginosa tsüstilise fibroosi korral areneda.
Siin testis meeskond antibiootikumide ja bakteriofaagide mõju "sülemlemisele", milleks on bakterite võime kollektiivselt liikuda. Bakteriofaagid on viirused, mis nakatavad ja ründavad baktereid seestpoolt.
Antibiootikumi gentamütsiini segamine P. aeruginosa sülemid paljastasid, et bakterid saadavad signaale oma liikide bakteritele, hoiatades neid ohu eest ja võimaldades neil seda vältida.
The Pseudomonas bakterid teevad seda sekreteerides Pseudomonas kinolooni signaalimise (PQS) molekul, kirjutavad autorid. Nad selgitavad: "Nende mehhanismide üldine mõju on nakkuse piiramine alampopulatsiooniga, mis soodustab kogu elanikkonna ellujäämist."
Uuringu kaasautor Taanis Kopenhaageni ülikooli veterinaar- ja loomateaduste osakonna dotsent Nina Molin Høyland-Kroghsbo kommenteerib katseid ja nende tulemusi.
"Laboris näeme, et bakterid ujuvad antibiootikumide või bakteriofaagidega lihtsalt ümber" ohtliku ala ". Kui nad saavad liigikaaslastelt hoiatussignaali, näete mikroskoobis, et nad liiguvad ilusa ringiga ringi, ”viitab teadlane sülemlemisele.
"See on bakterite jaoks arukas ellujäämismehhanism," jätkab ta. "Kui selgub, et bakterid kasutavad inimeste nakatamisel sama vältivat manöövrit, võib see aidata selgitada, miks mõnda bakteriaalset infektsiooni ei saa antibiootikumidega tõhusalt ravida."
"Meie jaoks on üsna põnev näha, kuidas bakterid suhtlevad ja käitumist muudavad, et kogu bakteripopulatsioon ellu jääda. Võib peaaegu öelda, et nad toimivad ühe ühendatud organismina. ”
Nina Molin Høyland-Kroghsbo
Sillutades teed tõhusamatele antibiootikumidele
Seotud juhtkirjas kommenteerib Julia C. van Kessel leidude olulisust, öeldes seda P. aeruginosa„Võime mõjutada grupi käitumist, näiteks sülemlemist vastusena stressile, on„ ainulaadne ”leid. See viis uuringu autorid mündini mõiste „kollektiivne stressireaktsioon”, kirjutab van Kessel.
Uuringu autorid kommenteerivad ka viise, kuidas nende leiud võiksid lõpuks aidata antibiootikumiresistentsuse kriisi lahendamisel.
Ehkki enne leidude viimist kasulike raviviiside väljatöötamiseni on veel palju tööd, on järgmine uurimisetapp võimaluste leidmine bakterite PQS-signaalide sekkumiseks.
Tulemused "[puhastavad] narkootikumide kasutamise viisi, et vältida hoiatussignaali esmakordset saatmist", ütleb Nina Molin Høyland-Kroghsbo.
"Teise võimalusena võiksite kujundada aineid, mis võivad blokeerida signaali vastuvõtmise teistele bakteritele ja see võib antibiootikumide või bakteriofaagiviirustega ravi efektiivsemaks muuta," lisab teadlane.
“Seda tüüpi bakteritega nakatumine on kogu maailmas suur probleem, paljude haiglaravide ja surmaga. Seetõttu on meil tõepoolest hea meel, et saame anda uusi teadmisi, mida saab potentsiaalselt kasutada nende bakterite vastu võitlemiseks. "
Nina Molin Høyland-Kroghsbo
