Prírodné antibiotikum zbavuje baktérie ich obranyschopnosti
Nový výskum zisťuje, že antibiotikum pochádzajúce z hmyzu môže zničiť ochrannú membránu niektorých najbežnejších baktérií rezistentných na lieky. To by mohlo pripraviť cestu pre novú triedu antibiotík, ktorá by mohla pomôcť pri riešení súčasnej krízy rezistencie na lieky.
V Spojených štátoch spôsobuje rezistencia na antibiotiká každý rok viac ako 2 milióny chorôb a 23 000 úmrtí.
Svetová zdravotnícka organizácia (WHO) vykonala prieskum u pol milióna ľudí a zistila, že päť najbežnejších baktérií rezistentných na lieky je:
- Escherichia coli
- Klebsiella pneumoniae
- Staphylococcus aureus
- Streptococcus pneumoniae
- Salmonella
S výnimkou S. pneumoniae a S. aureus, všetko vyššie uvedené sú gramnegatívne baktérie. Názov pochádza od Hansa Christiana Grama, lekára, ktorý vyvinul Gramov test. Toto je test chemického farbenia, ktorý rozdeľuje baktérie na grampozitívne a gramnegatívne.
Nájsť nové spôsoby ničenia gramnegatívnych baktérií je hlavnou výzvou s niektorými dôležitými dôsledkami pre rastúcu krízu verejného zdravia, ktorou je antimikrobiálna rezistencia.
Nový výskum možno našiel spôsob, ako preniknúť obranou týchto baktérií. Vedci z univerzity v Zürichu (UZH) vo Švajčiarsku zistili, že thanatín, prírodne sa vyskytujúce antibiotikum produkované hmyzom, ktorý sa nazýva chrobák vojak, môže napadnúť vonkajšie membrány gramnegatívnych baktérií.
John A. Robinson z Katedry chémie UZH je zodpovedajúcim a posledným autorom nového príspevku, ktorý bol nedávno uverejnený v časopise Vedecké pokroky.
Zastavenie mechanizmov sebaobrany baktérií
Robinson vysvetľuje motiváciu nedávnej štúdie slovami: „Napriek veľkému úsiliu akademických výskumníkov a farmaceutických spoločností sa ukázalo ako veľmi ťažké identifikovať účinné nové bakteriálne ciele pre objavovanie antibiotík.“
"Jednou z hlavných výziev je identifikácia nových mechanizmov antibiotického pôsobenia proti nebezpečným gramnegatívnym baktériám."
Ako vysvetľujú Robinson a kolegovia vo svojej práci, asymetrická vonkajšia membrána chráni gramnegatívne baktérie. Táto dvojitá vrstva je tvorená molekulami lipopolysacharidu (LPS) na vonkajšej strane a membránovými glycerofosfolipidmi vo vnútornej vrstve.
Vedci použili model E. coli a štúdie väzby in vitro na testovanie toho, či sa antibiotikum thanatín môže viazať na určité proteíny nazývané „proteíny Lpt“, ktoré vytvárajú most z vnútornej membrány k vonkajšej membráne dvojitej vrstvy, ktorý chráni gramnegatívne baktérie.
Tento mostík sa potom použije na transport molekúl LPS na vonkajšiu stranu membrány, čím sa vytvorí obranná bariéra.
Laboratórne analýzy zistili, že thanatín blokuje interakcie medzi proteínmi, ktoré sú potrebné na vytvorenie mostíka. To znamená, že molekuly LPS sa nemôžu dostať na miesto určenia, čo zabráni vytvoreniu celej ochrannej asymetrickej vonkajšej membrány. Bez svojej obrany baktéria podľahne antibiotiku.
„Tieto výsledky,“ tvrdia autori, „zdôrazňujú novú paradigmu pre pôsobenie antibiotík zameranú na dynamickú sieť interakcií bielkovín a proteínov potrebných na zostavenie komplexu Lpt v E. coli.”
„Výsledky tiež identifikujú jeden prirodzene sa vyskytujúci peptid ako východiskový bod pre vývoj potenciálnych klinických kandidátov zameraných na nebezpečné gramnegatívne bakteriálne patogény,“ dodávajú.
Robinson výsledky komentuje slovami: „Toto zistenie nám ukazuje spôsob vývoja látok, ktoré špecificky inhibujú interakcie proteín-proteín v bakteriálnych bunkách.“
"Toto je bezprecedentný mechanizmus pôsobenia antibiotika a okamžite sa navrhuje spôsob vývoja nových molekúl ako antibiotík zameraných na nebezpečné patogény."
John A. Robinson
