Естественият антибиотик отстранява защитните сили на бактериите
Ново изследване установява, че антибиотик, получен от насекоми, може да унищожи защитната мембрана на някои от най-разпространените устойчиви на лекарства бактерии. Това може да проправи пътя за нов клас антибиотици, които могат да помогнат за справяне с настоящата криза на резистентност към лекарства.
В САЩ антибиотичната резистентност причинява над 2 милиона заболявания и 23 000 смъртни случая всяка година.
Световната здравна организация (СЗО) анкетира половин милион души и установи, че петте най-често срещани резистентни към лекарства бактерии са:
- Ешерихия коли
- Klebsiella pneumoniae
- Стафилококус ауреус
- пневмокок
- Салмонела
С изключение на S. pneumoniae и S. aureus, всичко по-горе са Грам-отрицателни бактерии. Името идва от Ханс Кристиан Грам, лекар, разработил грамовия тест. Това е химичен тест за оцветяване, който разделя бактериите на Грам-положителни и Грам-отрицателни.
Намирането на нови начини за унищожаване на Грам-отрицателни бактерии е голямо предизвикателство с някои важни последици за нарастващата криза в общественото здраве, която е антимикробна резистентност.
Новите изследвания може да са намерили начин да проникнат в защитните сили на тези бактерии. Учени от Университета в Цюрих (UZH) в Швейцария установиха, че танатинът, естествен антибиотик, произведен от насекомо, наречено гръбначен войник, може да атакува външните мембрани на грам-отрицателни бактерии.
Джон А. Робинсън от катедрата по химия в UZH е съответният и последен автор на новия доклад, който наскоро беше публикуван в списанието Научен напредък.
Спиране на механизмите за самозащита на бактериите
Робинсън обяснява мотивацията за неотдавнашното проучване, казвайки: „Въпреки огромните усилия на академични изследователи и фармацевтични компании, се оказа много трудно да се идентифицират ефективни нови бактериални цели за откриване на антибиотици.“
„Едно от основните предизвикателства е идентифицирането на нови механизми на антибиотично действие срещу опасни Грам-отрицателни бактерии.“
Както Робинсън и колеги обясняват в своя доклад, асиметричната външна мембрана предпазва Грам-отрицателните бактерии. Този двоен слой се състои от молекули на липополизахариди (LPS) отвън и мембранни глицерофосфолипиди във вътрешния слой.
Изследователите са използвали модел на Е. coli и in vitro проучвания за свързване, за да се провери дали антибиотикът танатин може да се свърже с определени протеини, наречени „Lpt протеини“, които създават мост от вътрешната мембрана към външната мембрана на двойния слой, който защитава Грам-отрицателните бактерии.
След това този мост се използва за транспортиране на молекули LPS до външната страна на мембраната, създавайки защитна бариера.
Лабораторни анализи установиха, че танатинът блокира взаимодействията между протеините, необходими за образуването на моста. Това означава, че LPS молекулите не могат да достигнат до местоназначението си, предотвратявайки образуването на цялата защитна асиметрична външна мембрана. Без защитните си сили бактерията се поддава на антибиотика.
„Тези резултати - казват авторите - подчертават нова парадигма за антибиотично действие, насочена към динамична мрежа от протеиново-протеинови взаимодействия, необходими за сглобяването на Lpt комплекса в Е. coli.”
„Резултатите също така идентифицират един естествено срещащ се пептид като отправна точка за развитието на потенциални клинични кандидати, насочени към опасни Грам-отрицателни бактериални патогени“, добавят те.
Робинсън коментира резултатите, казвайки: „Тази констатация ни показва начин за разработване на вещества, които специфично инхибират протеин-протеиновите взаимодействия в бактериалните клетки.“
„Това е безпрецедентен механизъм на действие за антибиотик и веднага предлага начини за разработване на нови молекули като антибиотици, насочени към опасни патогени.“
Джон А. Робинсън
