Looduslik antibiootikum eemaldab bakterid nende kaitsemehhanismidest
Uued uuringud näitavad, et putukatest saadud antibiootikum võib hävitada mõnede kõige enam levinud ravimiresistentsete bakterite kaitsva membraani. See võib sillutada teed uuele antibiootikumide klassile, mis aitaks võidelda praeguse ravimiresistentsuskriisiga.
Ameerika Ühendriikides põhjustab antibiootikumiresistentsus igal aastal üle 2 miljoni haiguse ja 23 000 surmajuhtumit.
Maailma Terviseorganisatsioon (WHO) küsitles pool miljonit inimest ja leidis, et viis kõige tavalisemat ravimiresistentset bakterit on:
- Escherichia coli
- Klebsiella pneumoniae
- Staphylococcus aureus
- Streptococcus pneumoniae
- Salmonella
Erandiga S. pneumoniae ja S. aureus, kõik ülaltoodud on gramnegatiivsed bakterid. See nimi pärineb Hans Christian Gramilt, arst, kes töötas välja Grami testi. See on keemiline plekitesti, mis jagab bakterid grampositiivseteks ja gramnegatiivseteks.
Uute võimaluste leidmine gramnegatiivsete bakterite hävitamiseks on suur väljakutse, millel on mõned olulised tagajärjed kasvavale rahvatervise kriisile, milleks on antimikroobne resistentsus.
Uued uuringud võivad olla leidnud viisi tungida nende bakterite kaitsemehhanismidesse. Šveitsi Zürichi ülikooli (UZH) teadlased leidsid, et tanatiin, looduslikult esinev antibiootikum, mida toodab putukas, mida nimetatakse okastega sõduriveaks, võib rünnata gramnegatiivsete bakterite väliseid membraane.
John A. Robinson UZH keemiaosakonnast on hiljuti ajakirjas ilmunud uue kirja vastav ja viimane autor Teaduse areng.
Bakterite enesekaitsemehhanismide peatamine
Robinson selgitab hiljutise uuringu motivatsiooni, öeldes: "Vaatamata akadeemiliste teadlaste ja farmaatsiaettevõtete suurtele pingutustele on antibiootikumide avastamiseks uute bakterite tõhusate sihtmärkide tuvastamine osutunud väga keeruliseks."
"Üks suurimaid väljakutseid on uute antibiootikumide mehhanismide tuvastamine ohtlike gramnegatiivsete bakterite vastu."
Nagu Robinson ja tema kolleegid oma dokumendis selgitavad, kaitseb asümmeetriline välismembraan gramnegatiivseid baktereid. See topeltkiht koosneb väljastpoolt lipopolüsahhariidi (LPS) molekulidest ja sisekihis olevatest membraanglütserofosfolipiididest.
Teadlased kasutasid mudelit E. coli ja in vitro seondumisuuringud, et testida, kas antibiootikum thanatiin võib seonduda teatud valkudega, mida nimetatakse “Lpt-valkudeks”, mis loovad silla sisemembraanist kahekordse kihi välismembraanini, mis kaitseb gramnegatiivseid baktereid.
Seejärel kasutatakse seda silda LPS-i molekulide transportimiseks membraani välisküljele, luues kaitsva barjääri.
Laboratoorsed analüüsid näitasid, et tanatiin blokeerib silla moodustamiseks vajalike valkude vastasmõju. See tähendab, et LPS molekulid ei saa sihtkohta jõuda, mis takistab kogu kaitsva asümmeetrilise välismembraani moodustumist. Ilma kaitsemehhanismideta allub bakter antibiootikumile.
"Need tulemused," ütlevad autorid, "toovad esile uue antibiootilise toime paradigma, mille eesmärk on dünaamiline valgu-valgu koostoime võrgustik, mis on vajalik Lpt kompleksi kokkupanekuks E. coli.”
"Tulemused tuvastavad ka ühe looduslikult esineva peptiidi kui lähtepunkti potentsiaalsete kliiniliste kandidaatide väljatöötamisel, mis on suunatud ohtlikele gramnegatiivsetele bakteripatogeenidele," lisavad nad.
Robinson kommenteerib tulemusi, öeldes: "See leid näitab meile viisi selliste ainete väljatöötamiseks, mis pärsivad spetsiifiliselt valkude ja valkude interaktsioone bakterirakkudes."
"See on antibiootikumi pretsedenditu toimemehhanism ja soovitab kohe võimalusi uute molekulide väljatöötamiseks antibiootikumidena, mis on suunatud ohtlikele patogeenidele."
John A. Robinson
