Antibiotikum „poslední možnost“, které zabíjí bakterie tím, že je praskne jako balónky

Vědci odhalili, jak antibiotikum „poslední instance“ zabíjí bakterie.

Výsledky z Imperial College London A University of Texas může také odhalit možný způsob, jak zvýšit účinnost antibiotika.

Antibiotikum kolistin se stalo nejnovější léčbou infekcí způsobených některými z nejvíce virulentních bakterií na světě. Navzdory svému objevu před více než 70 lety byl proces, kterým toto antibiotikum zabíjí bakterie, až dosud záhadou.

Nyní vědci odhalili, že kolistin propíchne díry v bakteriích a způsobí jejich prasknutí jako balónky. Práce je financována Radou pro lékařský výzkum a Wellcome Trust a publikována v časopise eLifeKromě toho jsem identifikoval způsob, jak zvýšit účinnost antibiotika při zabíjení bakterií.

Bakterie Pseudomonas aeruginosa po „vyskočení“ s antibiotikem kolistinem. Zápočet: Imperial College London

Colistin byl poprvé popsán v roce 1947 a je jedním z mála antibiotik, která jsou účinná proti mnoha smrtelným superbugům, včetně Escherichia coli, která způsobuje smrtelné infekce v krevním řečišti, a Pseudomonas aeruginosa a Acinetobacter baumannii, které jsou často infikovány. Plíce lidí, kteří dostávají mechanickou ventilaci na jednotkách intenzivní péče.

Tito superbugové mají „kůže“ zvané membrány. Colistin proniká oběmi membránami a ničí bakterie. Přestože bylo známo, že kolistin poškozuje vnější membránu cílením na chemickou látku zvanou lipopolysacharid (LPS), nebylo jasné, jak byla vnitřní membrána perforována.

Nyní tým vedený Dr. Andrewem Edwardsem z Imperiálního oddělení infekčních nemocí ukázal, že kolistin se také zaměřuje na LPS ve vnitřní membráně, i když je toho velmi málo.

Dr. Edwards řekl: „Zdá se jasné, že kolistin poškodí obě membrány stejným způsobem, ale vždy se předpokládalo, že kolistin poškozuje obě membrány různými způsoby. Ve vnitřní membráně je tak málo LPS, že se to nezdá možné a byli jsme zpočátku velmi skeptičtí. Avšak změnou množství LPS ve vnitřní membráně v laboratoři a chemickou úpravou jsme dokázali, že kolistin ve skutečnosti propíchne veškerou kůži bakterií v stejným způsobem – toto zabíjí superbugy.

Dále se tým rozhodl zjistit, zda by mohli pomocí těchto nových informací najít způsoby, jak zefektivnit kolistin při zabíjení bakterií.

Zaměřili se na bakterii zvanou Pseudomonas aeruginosa, která také způsobuje závažné plicní infekce u lidí s cystickou fibrózou. Zjistili, že nové experimentální antibiotikum, zvané murepavadin, způsobilo hromadění LPS ve vnitřní kůži bakterií, což kolistinu usnadnilo jeho propíchnutí a zabití bakterií.

Tým říká, že protože murepavadin je experimentální antibiotikum, nelze jej dosud běžně používat u pacientů, ale brzy budou zahájeny klinické studie. Pokud budou tyto pokusy úspěšné, je možné kombinovat murepavadin s kolistinem, aby bylo možné účinně léčit širokou škálu bakteriálních infekcí.

Akshay Sapnis, hlavní autor práce také z oddělení infekčních nemocí, uvedl: „Vzhledem k tomu, že se celosvětová krize rezistence na antibiotika stále zrychluje, je kolistin stále důležitější jako poslední možnost záchrany životů infikovaných pacientů. zárodky. Odhalením toho, jak toto starodávné antibiotikum funguje, se můžeme vypracovat. K novým způsobům, jak účinněji zabíjet bakterie, a posílit náš arzenál zbraní proti zárodkům na světě. “

Odkaz: „Colistin ničí bakterie cílením na lipopolysacharidy v cytoplazmatické membráně“ autorů Akshay Sapnes, Kathryn LH Haggart, Anna Kluckner, Michael Pace, Lindsay E. Evans, R Christopher de Furnis, Despoena A. Mavredo, Ronan Murphy, Molly M Stevens Jane C. Davies, Gerald J. LeRoy Momos, Thomas P. Clark a Andrew M. Edwards, 6. dubna 2021, eLife.
DOI: 10,7554 / eLife.65836