Научници су можда открили ново оружје у борби против супербугова отпорних на антибиотике: лекова који замрзавају еволуцију бактерија у његовим траговима.
Бактерије отпорне на антибиотике су они микроби који некако преживе чак и под налетом мегадругова који су их требали убити. Сваке године најмање 2,8 милиона људи у САД-у ухвати једну од ових супер јаких бактерија или отпорних гљивица, показују Центри за контролу и превенцију болести (ЦДЦ).
Један од начина на који се бактерије развијају постају „отпорне на антибиотике“ је сакупљањем слободно плутајућег генетског материјала из свог окружења. Затим уграђују ископане гене у сопствену ДНК. На тај начин бактерије могу сакупљати гене проливене из микроба који су већ отпорни и на тај начин сами добијати отпорност. Али бактерије не могу ухватити надокнађене делове ДНК без праве опреме; „бубе“ прво морају ући у стање које се назива „компетенција“ за изградњу машина потребних за вађење генетског материјала из њиховог окружења.
Бактерије постају компетентне када су изложене стресу, као на пример када се подвргавају третманима антибиотицима. Студије сугеришу да неколико уобичајених класа антибиотика заправо потиче ширење резистенције на антибиотике гурањем бактерија у стресно стање. Али сада, ново истраживање о бактеријама Стрептококус пнеумоние истакла је потенцијално решење овог парадоксалног проблема: лекови који спречавају бактерије да постану компетентне у првом реду.
За студију, објављену у уторак (3. марта) у часопису Целл Хост & Мицробе, истраживачи су ову стратегију тестирали на моделу миша и успешно блокирали неколико сојева С. пнеумониае од постајања компетентним и размене гена унутар мишева. Бактерије, које обично живе у људском носу и грлу, могу изазвати озбиљне инфекције ако се пребаце у крвоток, синусе, уши, плућа или ткива која покривају мозак или кичмену мождину, наводи ЦДЦ.
Антибиотици су једини доступни третман за ове инфекције, али у више од 30% случајева С. пнеумониае сојеви су отпорни на један или више антибиотика. Ако се такозвани лекови против еволуције покажу сигурним за људе, можда би лекови могли да спрече да више сојева не стекне резистенцију, сугерисали су истраживачи.
Заустављање ширења
Истраживачи су прегледали више од 1300 лекова како би прецизирали који од њих могу донети компетенцију. Резултати су указали на 46 таквих лекова, укључујући антипсихотичке лекове, антимикробне лекове и лек против маларије. Иако различити, сви лекови спречавају компетенцију у малим дозама путем истог механизма, открили су истраживачи.
"Пут компетенција проучава се деценијама, а знамо све кључне компоненте", аутори студије Јан-Виллем Веенинг, професор на одсеку за фундаменталну микробиологију на швајцарском универзитету у Лозани, и Арнау Доменецх, постдокторски истраживач у Веенинговом лабораторији, речено је Ливе Сциенце-ом у е-поруци.
Једна кључна компонента, позната као протонска сила (ПМФ), омогућава ћелији да производи енергију, уноси храњиве материје и шатлове у и из свог тела. Када бактерије пређу у то компетентно стање, обично испумпавају пептид који се зове ЦСП, који се накупља изван ћелије и покреће компетенцију (способност да се уграбе комадићи гена резистентних на антибиотике) након што се изгради преко одређеног прага.
Али када се подвргавају лековима против еволуције, С. пнеумониае више не може одржавати нормалан ПМФ, а транспортер који обично пумпа кварове ЦСП. "Пошто је пут компетенције строго регулиран, ако се не извози ЦСП, израз кључних једињења је блокиран и компетенција је инхибирана", рекли су Доменецх и Веенинг.
Аутори су тестирали утицај одабраних лекова - антимикробних, антипсихотичких и анти-маларијских - на култивисане С. пнеумониае и открили су да су сви блокирали компетенцију тако што су пореметили ту компоненту ПМФ-а. Нашли су исте резултате и код живих мишева и код људских ћелија у лабораторијским јелима.
"Лепота овог дела је што смо пронашли неколико једињења ... која могу мало пореметити ПМФ а да не утичу на нормалан раст ћелије", додали су Доменецх и Веенинг.
"То омета раст бактерија које покрећу селекцију за отпорност", рекао је Андрев Реад, професор екологије и биологије болести на Државном универзитету Пеннсилваниа, који није био укључен у студију. Ако лекови могу да блокирају компетенцију, а да не потакну ћелије да развијају отпорност, "бубе би остале осетљиве" на лечење антибиотицима, рекао је.
Будуће студије ће бити потребне да би се утврдило да ли се лекови против еволуције могу реално користити у комбинацији са антибиотицима да би се спречило ширење резистенције на антибиотике, "истакли су аутори у свом раду. "Наши следећи кораци биће да тестирамо да ли су специфични за Стрептококус пнеумоние или ако могу и да блокирају стицање резистенције на друге људске патогене ", рекли су Доменецх и Веенинг за Ливе Сциенце. Читали су да би филозофија кочења еволуције ради спречавања отпора требало да се пренесе и на друге бубе, али тачне мете лекова могу да се разликују између њих.
У развоју лекова за људску употребу научници ће морати да буду паметни у начину дизајнирања клиничких испитивања, додао је Реад. "То је 'заштитити терапијски' лек, а не сам терапеутски", што значи да циљ лекова не би био да лече људе, рецимо, већ да спрече отпор, рекао је.
"Уместо да циљају убиство грешака", као што многе групе циљају на постизање нових лекова са антибиотицима, "ово покушава да заустави унос генетских варијација на које селекција може да делује." Прочитајте, рекао је. "За мене су сјајни први кораци - идемо."
