Istraživači sa UT Southwestern Medicinskog centra razvili su strategiju za prevazilaženje ključne odbrane koju bakterije otporne na lekove koriste kako bi odbile napad antibiotika.
Otpornost na antibiotike je postala veliki problem javnog zdravstva – Centar za kontrolu i prevenciju bolesti izveštava da je više od 2 miliona bolesti u SAD-u svake godine izazvano bakterijama koje su otporne na antibiotike, što dovodi do 23.000 smrtnih slučajeva.
Nalazi studije, objavljeni online u PLOS Biology, opisuju kako su dva istraživačka tima stvorila sintetičko jedinjenje koje blokira bakterijsku pumpu koja izbacuje antibiotike. Bakterije koje koriste ove „efluks pumpe“ i koje su tretirane novim jedinjenjem postaju osetljive na antibiotike na koje su prethodno bile otporne.
„Nalazi potencijalno imaju ogromne implikacije za kliničke infektivne bolesti“, kaže dr Trish Perl, načelnik Odjeljenja za zarazne bolesti, profesor interne medicine i nosilac Jay P. Sanford profesure za infektivne bolesti na UT Southwestern. „U eri kada je izbor antibiotika sve više ograničen zbog otpornosti i kada se razvija nekoliko novih agenasa, ovo postaje nov i uzbudljiv alat koji treba istražiti.“
Eksperimenti su fokusirani na Escherichia coli (E. coli) i bakterijske patogene sa genetski sličnim kompleksima efluks pumpi. E. coli pripada velikoj porodici bakterija, Enterobacteriaceae, koja igra važnu ulogu u ljudskim oboljenjima i postaje sve otpornija na antibiotike.
Ovo je prvi put da su istraživači prilagodili jedno od ovih sintetičkih jedinjenja, deo klase koja se zove PPMO ili peptid-konjugovani fosforodiamidat morfolino oligomer, da cilja specifičnu efluks pumpu koja se nalazi u ćelijskim zidovima bakterija, rekao je dr David Greenberg, vanredni profesor interne medicine i mikrobiologije na UT Southwestern i glavni autor studije.
PPMO jedinjenje samo po sebi ne ubija bakterije, objasnio je on, ali im ne dozvoljava da izbace antibiotik, omogućavajući leku da odradi svoj posao.
„Ovo je samo drugačija strategija“, kaže dr Grinberg. „Postoji veliko interesovanje za razvijanje novih antibiotika ili antibiotika koji deluju na nove načine. Drugi način razmišljanja o ovom izazovu je pokušaj da otporan organizam postane osetljiv.“ Uprkos dostupnosti mnogim odličnim antibioticima, bakterije razvijaju otpornosti na one koje se najčešće koriste, zbog čega lekari daju veće doze ili se vraćaju na one iz „poslednje linije odbrane“, rekao je koautor dr Erdal Toprak, docent farmakologije.
Da bi rešili ovaj problem, dve UTSW laboratorije sa različitim fokusima su se okupile da bi pronašle rešenje. Dr Greenberg je pokušavao da stvori nove antibiotike korišćenjem PPMO – nazvane anti-sens molekuli, jer mogu da oponašaju DNK ili RNK i vezuju za mRNK genetske sekvence, blokirajući bakterijsku mašineriju za izgradnju proteina. U međuvremenu, laboratorija dr Topraka je pomoću uređaja koji je on razvio proučavala kako bakterije postaju otporne na antibiotike. Pre oko godinu dana, njegov tim istraživača identifikovao je mutaciju na E. coli koja povećava osetljivost na lek blokiranjem kompleks efluks pumpe pod nazivom AcrAB-TolC. Dvojica naučnika i njihove laboratorije su zatim udružili snage da stvore PPMO koji bi ciljao ovaj važan E. coli kompleks.
U studiji su objavili da je PPMO, koji je dizajniran kako bi se sprečilo stvaranje AcrA proteina, značajno povećao efikasnost antibiotika protiv E. coli u modelima ćelija, od dva do 40 puta. U stvari, dr Toprak je rekao, neki antibiotici koji se nikada ne koriste protiv E. coli, jer se smatralo da su neefikasni, ubili su bakterije kada se korišćeni u kombinaciji sa AcrA-PPMO.
Acra-PPMO je takođe bio efikasan protiv ljudskih patogena Klebsiella pneumoniae i Salmonella enterica, jer te bakterije sadrže istu efluks pumpu sa odgovarajućom sekvencom gena, kaže dr Greenberg.
Sledeći korak će biti da se uticaj ACRA-PPMO prouči na životinjskim modelima. Istraživači će proučiti da li PPMO može biti efikasan protiv drugih ekstremno rezistentnih sojeva bakterija, rekao je on.
Izvor: UT Southwestern
