Οι επιστήμονες μπορεί να έχουν αποκαλύψει ένα νέο όπλο στην καταπολέμηση των ανθεκτικών στα αντιβιοτικά superbugs: φάρμακα που παγώνουν την βακτηριακή εξέλιξη στα ίχνη του.
Τα ανθεκτικά στα αντιβιοτικά βακτηρίδια είναι εκείνα τα μικρόβια που επιβιώνουν με κάποιο τρόπο ακόμα και κάτω από την επίθεση από μεγαγκούρδες που προορίζονταν να τα σκοτώσουν. Κάθε χρόνο, τουλάχιστον 2,8 εκατομμύρια άνθρωποι στις Η.Π.Α. αλιεύουν ένα από αυτά τα υπερβολικά βαριά ή ανθεκτικά μανιτάρια, σύμφωνα με τα Κέντρα Ελέγχου και Πρόληψης Νοσημάτων (CDC).
Ένας από τους τρόπους με τους οποίους τα βακτηρίδια εξελίσσονται για να καταστούν "ανθεκτικά στα αντιβιοτικά" είναι η παραλαβή του ελεύθερου κυλιόμενου γενετικού υλικού από το περιβάλλον τους. Εν συνεχεία ενσωματώνουν τα απαλλοτριωμένα γονίδια στο DNA τους. Με αυτόν τον τρόπο, τα βακτήρια μπορούν να συλλέξουν γονίδια που ρίχνονται από μικρόβια που είναι ήδη ανθεκτικά και έτσι αποκτούν τον εαυτό τους αντίσταση. Αλλά τα βακτηρίδια δεν είναι σε θέση να πιάσουν απίστευτα κομμάτια DNA χωρίς τον κατάλληλο εξοπλισμό. τα "σφάλματα" πρέπει πρώτα να εισέλθουν σε μια κατάσταση που ονομάζεται "ικανότητα" για την κατασκευή των μηχανημάτων που απαιτούνται για τη σπορά γενετικού υλικού από το περιβάλλον τους.
Τα βακτήρια γίνονται ικανά όταν τίθενται υπό τάση, όπως όταν υποβάλλονται σε αντιβιοτικές θεραπείες. Μελέτες υποδεικνύουν ότι πολλές κοινές κατηγορίες αντιβιοτικών οδηγούν στην εξάπλωση της ανθεκτικότητας στα αντιβιοτικά, πιέζοντας τα βακτηρίδια σε κατάσταση έντασης. Αλλά τώρα, μια νέα μελέτη των βακτηριδίων Streptococcus pneumoniae έχει επισημάνει μια πιθανή λύση σε αυτό το παράδοξο πρόβλημα: φάρμακα που αποτρέπουν την εξάπλωση των βακτηριδίων.
Για τη μελέτη, που δημοσιεύθηκε την Τρίτη (3 Μαρτίου) στο περιοδικό Cell Host & Microbe, οι ερευνητές έβαλαν αυτή τη στρατηγική σε δοκιμή σε μοντέλο ποντικιού και με επιτυχία εμποδίζουν πολλά στελέχη S. pneumoniae από το να καταστεί ικανό και να ανταλλάξει γονίδια μέσα στα ποντίκια. Τα βακτήρια, τα οποία συνήθως ζουν στην ανθρώπινη μύτη και το λαιμό, μπορούν να προκαλέσουν σοβαρές λοιμώξεις εάν μεταναστεύσουν στην κυκλοφορία του αίματος, τα ιγμόρεια, τα αυτιά, τους πνεύμονες ή τους ιστούς που καλύπτουν τον εγκέφαλο ή το νωτιαίο μυελό, σύμφωνα με το CDC.
Τα αντιβιοτικά αποτελούν τη μόνη διαθέσιμη θεραπεία για αυτές τις μολύνσεις, αλλά σε περισσότερο από το 30% των περιπτώσεων, το S. pneumoniae τα στελέχη αποδεικνύονται ανθεκτικά σε ένα ή περισσότερα αντιβιοτικά. Εάν τα λεγόμενα φάρμακα "κατά της εξέλιξης" αποδειχθούν ασφαλή για τον άνθρωπο, ίσως τα φάρμακα να βοηθήσουν στην αποτροπή περισσότερων στελεχών από την απόκτηση αντοχής, σύμφωνα με τους ερευνητές.
Διακοπή της εξάπλωσης
Οι ερευνητές εξέτασαν περισσότερα από 1.300 φάρμακα για να εντοπίσουν ποιες θα μπορούσαν να φέρουν την ικανότητα σε μια διακοπή άλεσης. Τα αποτελέσματα υποδεικνύουν 46 τέτοια φάρμακα, συμπεριλαμβανομένων των αντιψυχωτικών φαρμάκων, των αντιμικροβιακών φαρμάκων και του φαρμάκου κατά της ελονοσίας. Αν και ποικίλες, τα φάρμακα αποτρέπουν όλες τις ικανότητες σε χαμηλές δόσεις μέσω του ίδιου μηχανισμού, σύμφωνα με τους ερευνητές.
"Η πορεία της ικανότητας έχει μελετηθεί για δεκαετίες και γνωρίζουμε όλα τα βασικά συστατικά", ανέφεραν οι συγγραφείς της μελέτης Jan-Willem Veening, καθηγητής στο Τμήμα Θεμελιωδών Μικροβιολογιών του Ελβετικού Πανεπιστημίου της Λωζάννης και ο Arnau Domenech, μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Veening's εργαστήριο, είπε Live Science σε ένα ηλεκτρονικό ταχυδρομείο.
Ένα βασικό στοιχείο, γνωστό ως κινητήρια δύναμη πρωτονίων (PMF), επιτρέπει στην κυψέλη να παράγει ενέργεια, να εισάγει θρεπτικά συστατικά και να μεταφέρει το φορτίο μέσα και έξω από το σώμα. Όταν τα βακτήρια εισέρχονται σε αυτή την αρμόδια κατάσταση, αντλούν συνήθως ένα πεπτίδιο που ονομάζεται CSP, το οποίο συσσωρεύεται έξω από το κύτταρο και ενεργοποιεί την ικανότητα (την ικανότητα να αρπάξει ανθεκτικά στα αντιβιοτικά γονιδιακά αποκόμματα) όταν έχει δημιουργηθεί πέρα από ένα συγκεκριμένο όριο.
Αλλά όταν υποβάλλονται σε φάρμακα κατά της εξέλιξης, S. pneumoniae δεν μπορεί πλέον να διατηρεί ένα κανονικό PMF και ο μεταφορέας που συνήθως εξαλείφει τις δυσλειτουργίες CSP. "Καθώς το μονοπάτι αρμοδιότητας είναι αυστηρά ρυθμισμένο, εάν δεν έχει εξαχθεί το CSP, η έκφραση των βασικών συστατικών εμποδίζεται και η ικανότητα αναστέλλεται", ανέφερε ο Domenech και ο Veening.
Οι συγγραφείς εξέτασαν την επίδραση επιλεγμένων φαρμάκων - αντιμικροβιακού, αντιψυχωτικού και αντι-ελονοσιακού - σε καλλιεργημένα S. pneumoniae και διαπίστωσαν ότι όλοι μπλοκάρουν την αρμοδιότητά τους διακόπτοντας τη συνιστώσα PMF. Βρήκαν τα ίδια αποτελέσματα τόσο σε ζωντανά ποντίκια όσο και σε ανθρώπινα κύτταρα σε εργαστηριακά πιάτα.
"Η ομορφιά της παρούσας εργασίας είναι ότι βρήκαμε αρκετές ενώσεις ... που μπορεί να διαταράξουν ελαφρώς το PMF χωρίς να επηρεαστεί η φυσιολογική ανάπτυξη του κυττάρου", πρόσθεσε ο Domenech και ο Veening.
"Διαταράσσει την ανάπτυξη των βακτηρίων που οδηγεί την επιλογή για αντίσταση", δήλωσε ο Andrew Read, καθηγητής της οικολογίας των ασθενειών και της βιολογίας στο κρατικό πανεπιστήμιο της Πενσυλβανίας που δεν συμμετείχε στη μελέτη. Εάν τα φάρμακα μπορούν να αποκλείσουν την ικανότητα χωρίς να οδηγήσουν τα κύτταρα να αναπτύξουν αντίσταση, τότε τα σφάλματα θα παραμείνουν ευαίσθητα στη θεραπεία με αντιβιοτικά, είπε.
Θα χρειαστούν μελλοντικές μελέτες για να καθοριστεί εάν τα φάρμακα "αντι-εξέλιξης" μπορούν να χρησιμοποιηθούν ρεαλιστικά σε συνδυασμό με αντιβιοτικά για να αποφευχθεί η εξάπλωση της ανθεκτικότητας στα αντιβιοτικά ", ανέφεραν οι συγγραφείς στη δημοσίευσή τους. "Τα επόμενα βήματά μας θα είναι να εξετάσουμε αν είναι συγκεκριμένα Streptococcus pneumoniae ή αν μπορούν επίσης να εμποδίσουν την απόκτηση αντοχής σε άλλους ανθρώπινους παθογόνους παράγοντες », δήλωσε ο Domenech και ο Veening στην Live Science.Η Read είπε ότι η φιλοσοφία της εκτροχιαστικής εξέλιξης για την πρόληψη της αντίστασης πρέπει να μεταφερθεί σε άλλα σφάλματα, αλλά οι ακριβείς στόχοι φαρμάκων μπορεί να διαφέρουν μεταξύ τους.
Κατά την ανάπτυξη των φαρμάκων για ανθρώπινη χρήση, οι επιστήμονες θα πρέπει να είναι έξυπνοι στο πώς σχεδιάζουν τις κλινικές δοκιμές, πρόσθεσε. "Είναι ένα« να προστατεύει το θεραπευτικό «ναρκωτικό, παρά ένα ίδιο το θεραπευτικό», που σημαίνει ότι ο στόχος των ναρκωτικών δεν θα ήταν να θεραπεύσει τους ανθρώπους, αν και, αντίθετα, να αποτρέψει την αντίσταση, είπε.
"Αντί να σκοπεύουμε να σκοτώσουμε σφάλματα", όπως σκοπεύουν πολλοί όμιλοι να επιτελέσουν με νέα αντιβιοτικά φάρμακα, "προσπαθεί να σταματήσει την εισροή γενετικών παραλλαγών στις οποίες μπορεί να δράσει η επιλογή". Διαβάστε το είπε. "Για μένα, τα πρώτα πρώτα βήματα - ας πάμε."
