Возможность прорыва в бесконечной «гонке вооружений»

Лучшее понимание механизмов бактериальной защиты – это основа преодоления несокрушимых барьеров антибиотикоустойчивости.

Резистентность бактерий к антибиотикам вынуждает человечество осуществлять бесконечную «гонку вооружений»: успевать разрабатывать и внедрять новые антибиотики быстрее, чем бактерии приспособятся противостоять им. Новая стратегия в отношении антибиотикорезистентности помогает постигать в лабораторных условиях механизмы естественной эволюции бактериальных ферментов как основных факторов защиты от действия антибиотиков.

Исследователи из Медицинского Института Говарда Хьюза (Howard Hughes Medical Institute), Института молекулярной и клеточной биологии Университета Росарио (University of Rosario’s Institute of Molecular and Cellular Biology) в Аргентине и Биотехнологического Института Национального Автономного Университета в Мехико (Biotechnology Institute of the National Autonomous University) обнаружили мутации, усиливающие эффективность действия бактериальных ферментов в ответ на такие антибиотики как пенициллин и цефалоспорин. Теперь стало ясно, как можно получить более эффективные ингибиторы ферментов и усилиями биотехнологов и фармацевтов опередить очередное поколение антибиотикорезистентных бактерий.

При экспериментальном воспроизводстве случайных мутаций гена, кодирующего фермент бактериальной резистентности, и культивировании бактерий в условиях возрастающей концентрации антибиотика цефалексина буквально в считанные дни произошла «эволюция в пробирке»: бактерии приспособились к запредельным концентрациям антибиотика. Было обнаружено 4 мутации в функционировании ферментов, позволившие бактериям выживать при концентрации антибиотика, в 64 раза превышающей дозу, смертельную для исходного штамма бактерий.

«Оказывая прессинг на бактерии возрастающими концентрациями антибиотиков, мы вынуждаем их включать более эффективные механизмы ферментативного каскада антибиотикорезистентности», – говорит руководитель исследования, Alejandro Vila из Института Говарда Хьюза.

Бета-лактамазы – бактериальные ферменты, отвечающие за антибиотикорезистентность, – разрушают бета-лактамовое кольцо, входящее в структуру пенициллинов и цефалоспоринов.
Реклама
Уже сегодня ингибитор бета-лактамазы продается в одном флаконе с амоксициллином для преодоления резистентности бактерий к антибиотикам.

На рисунке (его автор – Pablo E. Tomatis) красным цветом выделен активный участок фермента металло-бета-лактамазы, синие шарики – два существенных для его работы металлических иона, а цветными стержнями на переднем плане изображена молекула антибиотика беталактама. Остальные молекулы антибиотика нарисованы мелкими извитыми линиями в верхней части картины.

К сожалению, пока еще не созданы ингибиторы другого класса ферментов – металло-бета-лактамаз – эффективного оружия бактерий против широкого спектра антибиотиков, таких как карбапонемы, но, понимая механизмы их действия и определив критические точки, такие ингибиторы, несомненно, будут найдены.

Исследователи «взяли» ген лактамазы у почвенной бактерии Bacillus cereus и испытали его на лабораторном штамме E.coli. По своему действию этот ген схож с лактамазными генами патогенных бактерий Pseudomonas и Acinetobacter, являющихся причиной ряда госпитальных инфекций, и почти полностью идентичен лактамазному гену возбудителя сибирской язвы Bacillus anthracis.

При одновременном возникновении четырех мутаций эффективность работы бета-лактамазы по инактивации цефалексина возрастает в 7 раз. Мутации активируют работу активных центров фермента, ускоряя разрушение антибиотика.

В некоторых случаях бактерии явно разрушают равновесие в собственном метаболизме. Ценой повышения резистентности к одному антибиотику служит снижение устойчивости к ряду других. Именно этим и следует незамедлительно пользоваться разработчикам новых антибиотиков. Но в данном случае ферментативное разрушение цефалексина, усиленное, как указано выше, в 7 раз, не повлекло за собой снижения резистентности к другим антибиотикам (в частности, к остальным цефалоспоринам). И это является огромной проблемой для клиницистов.

Очередной раз приходится констатировать, что лучшее понимание механизмов бактериальной защиты – это основа преодоления несокрушимых барьеров антибиотикоустойчивости.

Интернет-журнал «Коммерческая биотехнология» http://www.cbio.ru/ по материалам Howard Hughes Medical Institute



Чтобы оставить комментарий, необходимо авторизоваться

Комментарии

Нет комментариев
Реклама


Читайте также:

Хантавирус: симптомы, как распознать и что делать

Хантавирус - редкая, но опасная инфекция, передающаяся через грызунов. В статье - основные симптомы, пути заражения, когда стоит насторожиться и как снизить риски

Ветрянка у детей: симптомы, лечение и возможные осложнения

Ветрянка – одна из самых известных детских инфекций, с которой сталкиваются тысячи семей. Для кого-то это всего несколько дней температуры и сыпи, а для кого-то – настоящее испытание из-за зуда, бессонных ночей и переживаний родителей. Несмотря на то, что болезнь часто называют «обычной детской», относиться к ней легкомысленно не стоит.

Сезон клещей в Украине: как уберечься и что делать после укуса

С приходом тепла в Украине традиционно активизируются клещи. Несмотря на переменчивую весеннюю погоду, врачи уже фиксируют рост количества обращений из-за укусов. Самыми опасными периодами считаются май-июнь, а также сентябрь-октябрь, хотя риск встретить клеща сохраняется почти до поздней осени. Об этом напоминают в Министерстве здравоохранения Украины.

Менингококковая инфекция: симптомы, причины, лечение и вакцинация

Менингококковая инфекция – это не просто «еще одна бактериальная болезнь». Она может развиваться очень стремительно, то есть иногда счет идет на часы. Именно поэтому врачи всегда подчеркивают: лучше знать ее «в лицо», чем пропустить первые тревожные сигналы. Что такое менингококковая инфекция и чем она опасна?

Что такое стрептококк и чем он опасен

Стрептококк – это распространенный микроорганизм, который может мирно существовать в организме человека или же провоцировать серьезные заболевания. Все зависит от его вида, количества и состояния иммунной системы. Рассказываем простыми словами, что это за бактерия, как она передается и чем может угрожать здоровью.

Норовирус: симптомы, лечение и профилактика «желудочного гриппа»

Норовирусная инфекция, которую в быту часто называют «желудочным гриппом», является одной из самых распространенных причин острых кишечных расстройств в мире. Несмотря на народное название, это не грипп, поскольку заболевание вызывает совершенно другой вирус. Болезнь отличается высокой заразностью и способностью быстро распространяться в семьях, детских коллективах и общественных местах.

Смертельный вирус от летучих мышей снова активизировался: что такое Нипах, какие у него симптомы и может ли он добраться до Украины

В мире вновь заговорили о вирусе Нипах – редкой, но чрезвычайно опасной инфекции с высоким уровнем смертности. Недавно случаи заражения подтвердили в Индии, что сразу привлекло внимание эпидемиологов и Всемирной организации здравоохранения. Итак, что это за вирус, как он передается, какие имеет симптомы и стоит ли волноваться украинцам.

Менингококковая инфекция: что нужно знать родителям

Менингококковая инфекция – это опасное инфекционное заболевание, которое чаще всего поражает детей. Оно может развиваться очень быстро и приводить к серьезным осложнениям, а иногда и к смерти всего за несколько часов.

Осторожно: в Украине появился комар, укус которого может парализовать

На территории Украины зафиксировано распространение азиатского тигрового комара (Aedes albopictus), который считается одним из самых опасных в мире. Этот вид отличается от привычных нам комаров не только внешним видом: у него характерные черные полосы на теле и лапках, за что он получил название «тигровый».

Сальмонеллез: причины, симптомы, лечение

Сальмонеллез – это одна из самых распространенных кишечных инфекций, особенно актуальная летом. Достаточно съесть недоваренное яйцо или выпить сырое молоко – и уже через несколько часов могут появиться неприятные симптомы. Как распознать болезнь, лечить ее и избежать осложнений – читайте дальше.

Начался сезон клещей: как защититься и что делать при укусе

Последствия заражения могут быть очень серьезными – от поражений сердечно-сосудистой и нервной систем до повреждения почек, суставов, кожи и глаз. В некоторых случаях, если зараженный человек вовремя не получит медицинскую помощь, он может умереть.

Будьте осторожны: бешенство – 100% смертельная болезнь

Бешенство – это смертельно опасное заболевание, от которого не существует лечения. Единственный способ избежать смерти от бешенства – своевременное введение вакцины. Любой укус или ослюнение потенциально зараженным животным является поводом как можно скорее обратиться к врачу!

Острая кишечная инфекция у ребенка: что делать?

Если у ребенка изнурительная рвота и частая диарея, обязательно обратитесь к врачу. Возможно, для предотвращения обезвоживания и развития осложнений понадобится стационарное лечение.

Укусила собака: что делать?

На улицах мы часто можем наблюдать стаи бездомных собак, часто они бывают агрессивными и бросаются на людей. Чем опасен укус собаки и что делать, если вы стали жертвой нападения животного?
САМОЛЕЧЕНИЕ МОЖЕТ НАВРЕДИТЬ ВАШЕМУ ЗДОРОВЬЮ