Kodėl antibiotikai nesugeba kovoti su bakterijomis
Bakterijos, kurios nėra apsaugotos nuo antibiotikų veikimo, tapo pagrindiniu medicininių tyrimų bendruomenių rūpesčiu visame pasaulyje. Naujame tyrime tiriama, kas daro šias „super klaidas“ atsparias kai kurių stipriausių vaistų atžvilgiu.
Tik neseniai Medicinos naujienos šiandien, mes pristatėme tyrimą, kuriame išryškėjome vis didėjanti superžuvų krizė, netikėtai sparčiai plintanti visame pasaulyje.
Šio tyrimo autoriai pateikia šiurkštų įspėjimą, kad jei bakterijos ir toliau taip efektyviai ir tokiu greičiu „ginkluojasi“, antibiotikai greitai gali tapti jų neveiksmingi.
Štai kodėl nepaprastai svarbu suprasti, kaip tiksliai šie mikroorganizmai gali atremti prieš juos galėjusius veikti vaistus. Šios žinios bus pirmasis žingsnis kuriant stipresnius gydymo būdus kovai su užsispyrusiomis bakterinėmis infekcijomis.
Naujame tyrime fizikų komanda iš McMaster universiteto Hamiltone (Kanada) dabar nustatė, kas leidžia bakterijoms atremti antibiotikus, kai jos tampa atsparios.
Nors mechanizmas yra paprastas, tačiau tai yra pirmas kartas, kai mokslininkai tai ištyrė ir sugebėjo tiksliai nustatyti dėl labai jautrių technologijų.
Pagrindinio tyrimo autorius prof. Maikelis Rheinstädteris ir jo kolegos apie savo išvadas praneša žurnale Gamtos komunikacijos biologija paskelbė šiandien. Tyrėjai mano, kad jų atradimas galėtų padėti mokslininkams sukurti efektyvesnius vaistus infekcijoms gydyti.
"Yra daug, daug bakterijų ir tiek daug antibiotikų, tačiau siūlydami pagrindinį modelį, kuris tinka daugeliui jų, galime daug geriau suprasti, kaip geriau įveikti ir numatyti atsparumą", - pažymi prof. Rheinstädter.
Poreikis suprasti mikromechanizmus
Norėdami suprasti, kaip užsispyrusios bakterijos sugeba sulaikyti stiprius antibiotikus, mokslininkai išsamiai ištyrė mechanizmą, leidžiantį vienam iš šių vaistų prasiskverbti per bakterijos membraną ir atlikti savo darbą.
Šiam tyrimui mokslininkai kreipėsi į polimiksiną B, antibiotiką, kurį gydytojai naudoja meningitui ir šlapimo takų, akių ir kraujo infekcijoms gydyti.
Mokslininkai paaiškina, kad pasirinko šį specifinį vaistą, nes anksčiau jis buvo vienintelis antibiotikas, kuris veiktų prieš bakterijoms, kurios šiaip buvo atsparios vaistams. Tačiau prieš kelerius metus specialistų iš Kinijos komanda nustatė, kad vienas bakterinis genas gali padaryti šiuos mikroorganizmus imunitetus polimiksinams.
„Mes norėjome sužinoti, kaip konkrečiai šios bakterijos sustabdė šį vaistą šiuo konkrečiu atveju“, - sako pirmasis autorius Adree Khondker ir priduria: „Jei galime tai suprasti, galime sukurti geresnius antibiotikus“.
Mokslininkai naudojo specializuotas, jautrias priemones, leidžiančias išanalizuoti bakterijos membraną. Šie įrankiai pateikė itin didelės raiškos vaizdus, užfiksavusius net atskiras molekules, kurių matmenys siekia maždaug milijoną vienos plaukų sruogos pločio.
"Jei paimsite bakterijų ląstelę ir pridėsite šį vaistą, sienoje susidarys skylės, veikiančios kaip skylių perforatorius ir užmušiančios ląstelę", - pažymi Khondkeris. "Tačiau buvo daug diskusijų apie tai, kaip šios skylės susidarė iš pradžių".
Kas atsitiks su atspariomis bakterijomis?
Mechanizmas, kuriuo antibiotikas prasiskverbia į bakterijos membraną, veikia taip: neigiamą krūvį turinti bakterija automatiškai „traukia“ vaistą, kuris turi teigiamą krūvį.
Tačiau kai tai įvyksta, bakterijos membrana veikia kaip barjeras prieš antibiotiką, siekiant užkirsti kelią jo patekimui į bakterijos vidų. Įprastomis aplinkybėmis tai yra neveiksminga, nes membrana yra pakankamai plona, kad antibiotikas galėtų joje „išmušti skylutes“.
Tačiau vaistams atsparios bakterijos atveju mokslininkų pažangiausia technologija atskleidė, kad membrana tampa standesnė ir daug sunkiau prasiskverbia. Be to, neigiamas bakterijos krūvis tampa silpnesnis, o tai reiškia, kad antibiotikui yra sunkiau jį surasti ir „laikytis“.
Kaip Khondkeris apibūdina: „Dėl narkotikų tai tarsi pereiti nuo Jello pjovimo iki uolos pjovimo“.
Tyrėjai pabrėžia, kad tai pirmas kartas, kai mokslininkų komanda gali tiksliai nustatyti šiuos pokyčius.
„Buvo daug spekuliacijų dėl šio mechanizmo. Tačiau pirmą kartą galime įrodyti, kad membrana yra standesnė ir procesas sulėtėjęs “.
Prof. Maikel Rheinstädter
