Lääkeresistenssi: Troijalainen hevosyhdiste tappaa bakteereja sisältäpäin
Gallium - rautamäinen yhdiste - näyttää samanlaiselta kuin ruoka ja voi huijata bakteereja syömään sitä. Sisällä se tuhoaa mikrobit. Uudessa tutkimuksessa tutkijat käyttivät yhdistettä onnistuneesti hiirien ja ihmisten keuhkoinfektioiden hoitoon.
Tautien torjunnan ja ehkäisyn keskukset (CDC) ovat pitäneet antibioottiresistenssiä "yhtenä aikamme suurimmista kansanterveyshaasteista".
Yhdysvalloissa yli 2 miljoonalla ihmisellä kehittyy hoitokestävä infektio vuosittain, ja 23 000 ihmistä kuolee sen seurauksena.
Siksi superbugien torjunta on ollut monien viimeaikaisten tutkimusten painopiste. Tutkijat ovat soveltaneet matemaattista analyysiä tutkiakseen kaikkia lääkeaineyhdistelmiä, jotka voivat tappaa hoitoresistenttejä bakteereja, ja jotkut ovat kääntyneet luontoon tutkimaan yhdisteiden, kuten sipuliuutteen, antimikrobista potentiaalia.
Nyt tutkijat kokeilevat "varkain" lähestymistapaa. Tutkijat, joita johtaa mikrobiologian ja lääketieteen professori Pradeep Singh Washingtonin yliopiston lääketieteellisestä tiedekunnasta Seattlessa, ovat tutkineet molekyyliä, joka voi tuhota bakteereja sisältä.
Molekyyli on metalli, jota kutsutaan galliumiksi, ja se on samanlainen kuin rauta. Professori Singh ja ryhmä kehittivät lähestymistavan, jossa sen sijaan, että yrittäisivät tuhota bakteereja ulkopuolelta, he "houkuttelivat" mikrobit "syömään" molekyyliä, joka näyttää ruoalta.
He testasivat lähestymistapaansa sekä hiirillä että ihmisillä ja julkaisivat havainnot lehdessä Tiede Translational Medicine.
Jakoavain bakteerien ravintojärjestelmässä
Professori Singh ja kollegat keskittivät ponnistelunsa superbugiin Pseudomonas aeruginosa, joka aiheuttaa infektion useilla alueilla - mukaan lukien keuhkot ja virtsateet.
Professori Singh selittää, miksi tutkijat kääntyivät galliumiin antimikrobisten ominaisuuksiensa vuoksi. "Keho ponnistelee pitääkseen raudan poissa bakteereista, ja tartuttavat organismit käynnistävät erityisjärjestelmät raudan tuontia ja varastamista varten isännältä", hän sanoo.
"Gallium rikkoo koneita, joita bakteerit käyttävät uuden DNA: n tuottamiseen, ja ilman tätä bakteerit eivät voi lisääntyä", kertoo tutkimuksen toinen kirjoittaja Bradley Britigan, sisätautien professori Nebraskan yliopiston lääketieteellisestä keskuksesta Omahassa.
"Tämä ja muut välttämättömät prosessit vaativat rautaa, ja gallium on apinavain, joka sammuttaa järjestelmän."
Tutkijat tutkivat galliumin antibioottivaikutuksia keuhkoinfektion hiirimallissa ja vaiheen I kliinisessä tutkimuksessa, johon osallistui 20 kystistä fibroosia ja kroonista hengitystieinfektiota sairastavaa ihmistä P. aeruginosa.
Yksi galliumannos puhdisti jyrsijöiden keuhkoinfektion kokonaan. ”Lisäksi systeeminen galliumhoito paransi keuhkojen toimintaa ihmisillä, joilla oli [kystinen fibroosi] ja krooninen P. aeruginosa keuhkoinfektio ”, tutkijat kertovat.
"Nämä havainnot," he päättelevät, "herättävät mahdollisuuden, että ihmisen infektioita voitaisiin hoitaa kohdistamalla raudan aineenvaihduntaan tai muihin bakteerien patogeenien ravitsemuksellisiin haavoittuvuuksiin."
Troijan hevosyhdiste on turvallinen ja tehokas
Ensimmäisen tutkimuksen kirjoittaja, professori Christopher Goss Washingtonin yliopistossa vertaa galliumia Troijan hevoseen. "Gallium ei vain ravitse bakteereja kuten rauta", hän sanoo, "se todella vahingoittaa niitä."
"Alustava tutkimuksemme pienessä ihmisryhmässä, jolla on [kystinen fibroosi], viittaa siihen, että gallium on turvallinen ja parantaa potilaiden keuhkotoimintaa […]. Nämä ovat jännittäviä tuloksia, mutta meidän on tehtävä enemmän tutkimuksia sen selvittämiseksi, voidaanko galliumista kehittää rutiini, turvallinen hoito. "
Professori Christopher Goss
Kirjoittajat toivovat, että galliumpohjaiset hoidot ovat ensimmäinen toteutus Louis Pasteurin ideasta; 1800-luvulla Pasteur ehdotti, että bakteerien ravitsemukseen puuttuminen voisi olla tehokas tapa tuhota ne.
"Nämä tulokset kannustavat meitä, mutta meidän on oltava varovaisia ja tehtävä enemmän töitä, ennen kuin tiedämme", sanoo professori Singh.
