Kuinka bakteerit 'toimivat yhtenä' paeta antibiootteja
Uusi tutkimus lähentää Pseudomonas aeruginosa paljastaa strategia, jota lääkeresistentit bakteerit käyttävät antibioottien välttämiseksi. Tulokset voivat auttaa tekemään antibiooteista tehokkaampia.
Jean-Louis Bru Kalifornian yliopiston molekyylibiologian ja biokemian osastolta, Irvine, on ensimmäisen kirjoittajan uusi tutkimus, joka ilmestyy Journal of Bacteriology.
Bru ja hänen kollegansa keskittyivät tutkimukseensa Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa), eräänlainen bakteeri, joka hyökkää ensisijaisesti kystistä fibroosia sairastaville ihmisille.
Kystinen fibroosi on perinnöllinen hengitystie, jossa keuhkot tuottavat enemmän limaa kuin pitäisi. Se vaikuttaa noin 30000 ihmiseen Yhdysvalloissa.
P. aeruginosa on läsnä myös terveydenhuollossa, ja bakteeri voi levitä saastuneen veden, maaperän, käsien, laitteiden ja muiden pintojen kautta. Bakteeri voi johtaa postoperatiivisiin infektioihin veressä tai muissa kehon osissa sekä aiheuttaa keuhkokuumeen.
P. aeruginosa on yksi vaarallisimmista bakteerityypeistä.
Maailman terveysjärjestö (WHO) esitti antibioottiresistenssin aiheuttaman kansanterveyskriisin yhteydessä P. aeruginosa "ensisijaisten taudinaiheuttajien" luettelossa - eli 12 bakteeria, jotka ovat vaarallisimpia ihmisten terveydelle, koska niistä on tullut vastustuskykyisiä lääkkeille, joita lääkärit yleensä käyttivät taistelussa.
WHO jakoi nämä 12 bakteeria luetteloon "kriittinen", "korkea" ja "keskitasoinen" P. aeruginosa kriittinen johtuen sen vastustuskyvystä karbapeneemeiksi kutsuttujen antibioottien ryhmään.
Vain 2 viikkoa sitten myös tautien torjunnan ja ehkäisyn keskukset (CDC) katsoivat P. aeruginosa "vakava uhka", mikä merkitsee sitä tärkeimpien taudinaiheuttajien luetteloon.
Tässä laajemmassa kuvassa tutkimus, kuten Brun ja hänen kollegoidensa tekemä tutkimus, on ratkaisevan tärkeää sekä bakteerien puolustusmekanismien ymmärtämiseksi että infektioiden torjumiseksi tehokkaammin.
Bakteerit toimivat ”yhtenä yhtenä organismina”
Uudessa tutkimuksessa tutkijat tutkivat bakteerien kasvua ja leviämistä petrimaljoissa luoden samanlaisen ympäristön kuin limakalvot, jotka mahdollistavat P. aeruginosa menestymään kystisessä fibroosissa.
Täällä tiimi testasi antibioottien ja bakteriofagien vaikutusta "parvistamiseen", mikä on bakteerien kyky liikkua yhdessä. Bakteriofagit ovat viruksia, jotka tartuttavat ja hyökkäävät bakteereihin sisältäpäin.
Sekoittamalla antibiootti gentamisiinia P. aeruginosa parvet paljastivat, että bakteerit lähettävät signaaleja lajikohtaisille bakteereilleen varoittamalla heitä vaarasta ja mahdollistamalla niiden välttämisen.
Pseudomonas bakteerit tekevät tämän erittämällä Pseudomonas kinolonisignalointi (PQS) -molekyyli, kirjoittavat kirjoittajat. He selittävät: "Näillä mekanismeilla on yleinen vaikutus rajoittamalla infektio alaryhmään, mikä edistää koko väestön selviytymistä."
Tutkimuksen toinen kirjoittaja Nina Molin Høyland-Kroghsbo, apulaisprofessori Kööpenhaminan yliopiston eläinlääketieteen ja eläintieteiden osastolta Tanskassa, kommentoi kokeita ja niiden tuloksia.
"Laboratoriossa voimme nähdä, että bakteerit yksinkertaisesti uivat" vaarallisen alueen "ympäri antibiooteilla tai bakteriofageilla. Kun he saavat varoitusmerkin sukulaisiltaan, voit nähdä mikroskoopissa, että he liikkuvat siistissä ympyrässä ", tutkija kertoo parvistusliikkeestä.
"Se on älykäs selviytymismekanismi bakteereille", hän jatkaa. "Jos käy ilmi, että bakteerit käyttävät samaa kiertovälinettä tartuttaessaan ihmisiä, se voi auttaa selittämään, miksi joitain bakteeri-infektioita ei voida hoitaa tehokkaasti antibiooteilla."
"Meille on kiehtovaa nähdä, kuinka bakteerit kommunikoivat ja muuttavat käyttäytymistä, jotta koko bakteeripopulaatio selviää. Voit melkein sanoa, että ne toimivat yhtenä yhtenä organismina. "
Nina Molin Høyland-Kroghsbo
Pohjustaa tietä tehokkaammille antibiooteille
Linkitetyssä toimituksessaan Julia C. van Kessel kommentoi havaintojen merkitystä sanoen P. aeruginosa"Kyky vaikuttaa ryhmäkäyttäytymiseen, kuten parvistaminen vastauksena stressiin, on" ainutlaatuinen "havainto. Tämä johti tutkimuksen tekijät keksimään termin "kollektiivinen stressivaste", kirjoittaa van Kessel.
Tutkimuksen kirjoittajat kommentoivat myös tapoja, joilla heidän löydöksensä voisivat lopulta auttaa torjumaan antibioottiresistenssikriisiä.
Vaikka työtä on paljon enemmän ennen kuin löydöt johtavat hyödyllisten hoitojen kehittämiseen, seuraava tutkimusvaihe on löytää tapoja puuttua bakteerien PQS-signalointiin.
Tulokset "[selvittävät] tien huumeiden käytölle pyrittäessä estämään varoitusmerkin lähettäminen ensiksi", sanoo Nina Molin Høyland-Kroghsbo.
"Vaihtoehtoisesti voit suunnitella aineita, jotka voivat estää signaalin vastaanottamisen muilta bakteereilta, ja tämä voi mahdollisesti tehostaa antibioottien tai bakteriofagivirusten hoitoa", lisää tutkija.
”Tämäntyyppisten bakteerien aiheuttamat infektiot ovat suuri ongelma kaikkialla maailmassa, ja niihin liittyy monia sairaalahoitoja ja kuolemia. Siksi olemme todella iloisia voidessamme antaa uutta tietoa, jota voidaan käyttää näiden bakteerien torjunnassa. "
Nina Molin Høyland-Kroghsbo
