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



Щоб залишити коментар, необхідно авторизуватися

Коментарі

Коментарі відсутні
Реклама


Читайте також:

Хантавірус: симптоми, як розпізнати і що робити

Хантавірус - рідкісна, але небезпечна інфекція, що передається через гризунів. У статті - основні симптоми, шляхи зараження, коли варто насторожитися та як знизити ризики

Вітрянка у дітей: симптоми, лікування та можливі ускладнення

Вітрянка – одна з найвідоміших дитячих інфекцій, з якою стикаються тисячі родин. Для когось це лише кілька днів температури й висипу, а для когось – справжнє випробування через свербіж, безсонні ночі та хвилювання батьків. Попри те, що хворобу часто називають «звичайною дитячою», легковажно ставитися до неї не варто.

Сезон кліщів в Україні: як уберегтися і що робити після укусу

З приходом тепла в Україні традиційно активізуються кліщі. Попри мінливу весняну погоду, лікарі вже фіксують зростання кількості звернень через укуси. Найнебезпечнішими періодами вважаються травень-червень, а також вересень-жовтень, хоча ризик зустріти кліща зберігається майже до пізньої осені. Про це нагадують у Міністерстві охорони здоров’я України.

Менінгококова інфекція: симптоми, причини, лікування та вакцинація

Менінгококова інфекція – це не просто «ще одна бактеріальна хвороба». Вона може розвиватися дуже стрімко, тобто іноді рахунок іде на години. Саме тому лікарі завжди наголошують: краще знати її «в обличчя», ніж пропустити перші тривожні сигнали. Що таке менінгококова інфекція і чим вона небезпечна?

Що таке стрептокок і чим він небезпечний

Стрептокок – це поширений мікроорганізм, який може мирно існувати в організмі людини або ж провокувати серйозні захворювання. Усе залежить від його виду, кількості та стану імунної системи. Розказуємо простими словами, що це за бактерія, як вона передається та чим може загрожувати здоров’ю.

Норовірус: симптоми, лікування та профілактика «шлункового грипу»

Норовірусна інфекція, яку в побуті часто називають «шлунковим грипом», є однією з найпоширеніших причин гострих кишкових розладів у світі. Попри народну назву, це не грип, адже недугу спричиняє зовсім інший вірус. Захворювання вирізняється високою заразністю та здатністю швидко поширюватися у родинах, дитячих колективах і громадських місцях.

Смертельний вірус із кажанів знову активізувався: що таке Ніпах, які має симптоми і чи може дістатися України

У світі знову заговорили про вірус Ніпах – рідкісну, але надзвичайно небезпечну інфекцію з високим рівнем смертності. Нещодавно випадки зараження підтвердили в Індії, що одразу привернуло увагу епідеміологів та Всесвітньої організації охорони здоров’я. Отже, що це за вірус, як він передається, які має симптоми та чи варто хвилюватися українцям.

Менінгококова інфекція: що потрібно знати батькам

Менінгококова інфекція – це небезпечне інфекційне захворювання, яке найчастіше вражає дітей. Воно може розвиватися дуже швидко і призводити до серйозних ускладнень, а іноді і до смерті всього за кілька годин.

Обережно: в Україні з’явився комар, укус якого може паралізувати

На території України зафіксовано поширення азійського тигрового комара (Aedes albopictus), який вважається одним із найнебезпечніших у світі. Цей вид відрізняється від звичних нам комарів не лише зовнішнім виглядом: він має характерні чорні смуги на тілі та лапках, за що й отримав назву «тигровий».

Сальмонельоз: причини, симптоми, лікування

Сальмонельоз – це одна з найпоширеніших кишкових інфекцій, яку легко підхопити влітку. Достатньо з’їсти недоварене яйце чи випити сире молоко – і вже за кілька годин можуть з’явитися неприємні симптоми. Як розпізнати захворювання, лікувати його та уникнути ускладнень – читайте далі.

Розпочався сезон кліщів: як захиститися та що робити при укусі

Наслідки зараження можуть бути дуже серйозними – від уражень серцево-судинної і нервової систем до пошкодження нирок, суглобів, шкіри та очей. У деяких випадках, якщо заражена людина вчасно не отримає медичну допомогу, вона може померти.

Будьте обережні: сказ – 100% смертельна хвороба

Сказ – це смертельно небезпечне захворювання, від якого немає лікування. Єдиний спосіб уникнути смерті від сказу – це своєчасне введення вакцини. Будь-який укус або ослинення потенційно зараженою твариною є приводом якнайшвидше звернутися до лікаря!

Гостра кишкова інфекція у дитини: що робити?

Якщо у дитини виснажливе блювання і часта діарея, обов’язково зверніться до лікаря. Можливо, для запобігання зневодненню і розвитку ускладнень знадобиться стаціонарне лікування.

Вкусила собака: що робити?

На улицях ми часто можемо спостерігати зграї безпритульних собак, часто вони бувають агресивними і кидаються на людей. Чим небезпечний укус собаки і що робити, якщо ви стали жертвою нападу тварини?
САМОЛІКУВАННЯ МОЖЕ ЗАШКОДИТИ ВАШОМУ ЗДОРОВ'Ю