Αντιβιοτικά Δράση: Η επίτευξη στόχου στην παραγωγή υδρόθειου θα μπορούσε να είναι ” η πραγματική αλλαγή του παιχνιδιού”. Οι επιστήμονες έχουν βρει έναν νέο τρόπο να σκοτώσουν ανθεκτικά στα αντιβιοτικά βακτήρια. Η νέα προσέγγιση αφοπλίζει τον φυσικό αμυντικό μηχανισμό τους, καθιστώντας τα υπάρχοντα αντιβιοτικά πιο θανατηφόρα. Η μελέτη, που διεξήχθη σε εργαστηριακά πιάτα και ποντίκια, προσφέρει μια πολλά υποσχόμενη στρατηγική για την κατάργηση των λεγόμενων superbugs χωρίς να χρειάζεται να φτιάξετε ολοκαίνουργια αντιβιοτικά. “Θέλετε να κάνετε τα ήδη υπάρχοντα αντιβιοτικά με καλά προφίλ ασφάλειας πιο ισχυρά” και με τη βοήθεια μερικών νέων χημικών ουσιών, η ερευνητική ομάδα έκανε ακριβώς αυτό, δήλωσε ο ανώτερος συγγραφέας Evgeny Nudler, καθηγητής βιοχημείας στο Πανεπιστήμιο της Νέας Υόρκης στην Ιατρική Σχολή Grossman και ερευνητής στο Ιατρικό Ινστιτούτο Howard Hughes.
Στη νέα μελέτη, που δημοσιεύθηκε την Πέμπτη (10 Ιουνίου) στο περιοδικό Science, η ομάδα στόχευσε στους Staphylococcus aureus και Pseudomonas aeruginosa, δύο βακτήρια που παρουσιάζουν διεισδυτική αντίσταση σε πολλαπλά φάρμακα και κατατάσσονται μεταξύ των κυριότερων αιτιών λοιμώξεων που έχουν ληφθεί στο νοσοκομείο. Αυτά τα βακτήρια βασίζονται σε ένα ένζυμο που ονομάζεται cystathionine gamma-lyase (CSE) για την αντιμετώπιση των τοξικών επιδράσεων των βακτηριοκτόνων αντιβιοτικών, φαρμάκων που σκοτώνουν τα βακτήρια και όχι απλώς επιβραδύνουν την ανάπτυξή τους
Συγκεκριμένα, το ένζυμο παράγει υδρόθειο, μια ένωση που προστατεύει τα βακτήρια από το οξειδωτικό στρες ή μια συσσώρευση ελευθέρων ριζών.
Έτσι, η ομάδα κοσκίνισε περισσότερα από 3 εκατομμύρια μικρά μόρια για να βρει χημικές ουσίες που θα μπλοκάρουν το ΧΑΚ χωρίς να αλληλεπιδρούν με κύτταρα θηλαστικών και βρήκαν τρεις ισχυρούς υποψηφίους.
Στα εργαστηριακά πιάτα, τα νέα μόρια έκαναν τα βακτηριοκτόνα αντιβιοτικά δύο έως 15 φορές πιο ισχυρά έναντι των μικροβίων, ανάλογα με το αντιβιοτικό που χρησιμοποιείται και το βακτηριακό στέλεχος που στοχεύει.
Ένα από τα μικρά μόρια βελτίωσε επίσης την επιβίωση ποντικών που είχαν μολυνθεί είτε με S. aureus είτε με P. aeruginosa και που είχαν υποστεί αγωγή με αντιβιοτικά. Δεδομένου ότι η μελέτη διεξήχθη σε τρωκτικά στο εργαστήριο, “η μετάβαση σε ένα ανθρώπινο σύστημα είναι, ξέρετε, αυτό το τεράστιο επόμενο βήμα”, δήλωσε ο Thien-Fah Mah, καθηγητής και διευθυντής του Μεταπτυχιακού Προγράμματος Μικροβιολογίας στο Πανεπιστήμιο της Οττάβα που δεν συμμετείχε στην έρευνα.
Και, όπως με όλα τα νέα μόρια που μοιάζουν με φάρμακα, θα χρειαστούν περισσότερες μελέτες για να προσδιοριστεί ποια δόση και οδός χορήγησης θα ήταν η ασφαλέστερη και πιο αποτελεσματική στους ανθρώπους, δήλωσε ο Mah στη Live Science.
Όμως, δεδομένου ότι τα περισσότερα βακτηριακά είδη χρησιμοποιούν αυτήν την αμυντική τακτική, με στόχο την παραγωγή υδρόθειου θα μπορούσε να είναι «πραγματικός παίκτης αλλαγής παιχνιδιού» στον αγώνα κατά της αντοχής στα αντιβιοτικά, έγραψε ο Mah σε ένα σχόλιο, το οποίο δημοσιεύθηκε επίσης στις 10 Ιουνίου στο περιοδικό Science.
Μεγάλος ο δρόμος προς την ανακάλυψη
Ο δρόμος προς την τρέχουσα μελέτη ξεκίνησε πριν από χρόνια, όταν μια έκθεση του 2007 στο περιοδικό Cell εισήγαγε την ιδέα ότι όλα τα βακτηριοκτόνα αντιβιοτικά μπορεί να προκαλέσουν τον κυτταρικό θάνατο με τον ίδιο τρόπο, δήλωσε ο Mah.
“Σε αυτό το σημείο … κάναμε το καπάκι από αυτό που σκεφτόμαστε όλοι μας”, επειδή κάθε κατηγορία βακτηριοκτόνων αντιβιοτικών στοχεύει διαφορετικά μέρη του βακτηριακού κυττάρου, οπότε είναι αντίθετο να πιστεύουμε ότι λειτουργούν με τον ίδιο τρόπο για να σκοτώσουν τελικά μικρόβια, είπε.
Για παράδειγμα, ορισμένα βακτηριοκτόνα φάρμακα στοχεύουν το εξωτερικό τοίχωμα ενός κυττάρου, ενώ άλλα διαταράσσουν το εργοστάσιο παραγωγής πρωτεϊνών, το ριβόσωμα.
Ωστόσο, το έγγραφο του 2007 πρότεινε ότι, μετά την επίτευξη των πρωταρχικών στόχων τους, όλα αυτά τα φάρμακα προκαλούν ένα κοινό δευτερεύον αποτέλεσμα: ωθούν τα βακτήρια να παράγουν “είδη αντιδραστικού οξυγόνου”, επίσης γνωστών ως ελεύθερων ριζών, που μπορούν να βλάψουν σοβαρά το DNA και πρωτεΐνες, εάν δεν εκτονωθούν αμέσως.
Μετά από αυτό το έργο, ο Nudler και οι συνάδελφοί του ανακάλυψαν έναν από τους φυσικούς αμυντικούς μηχανισμούς βακτηριδίων ενάντια σε αντιδραστικά είδη οξυγόνου: το υδρόθειο.
Σύμφωνα με την έκθεσή τους, που δημοσιεύθηκε το 2011 στο περιοδικό Science, η ομάδα έκαμψε τα γονιδιώματα εκατοντάδων βακτηρίων και διαπίστωσε ότι μοιράστηκαν κοινά γονίδια που κωδικοποιούν ένζυμα που παράγουν υδρόθειο, με τους S. aureus και P. aeruginosa κυρίως να χρησιμοποιούν CSE.
Ανέφεραν ότι το υδρόθειο ενίσχυσε την παραγωγή αντιοξειδωτικών ενζύμων στα βακτήρια, τα οποία μετατρέπουν τις ελεύθερες ρίζες σε μη τοξικά μόρια, ενώ ταυτόχρονα καταστέλλουν την παραγωγή ειδών αντιδραστικών οξυγόνων.
Διαπίστωσαν επίσης ότι η διαγραφή ή απενεργοποίηση των ενζύμων στα βακτήρια τα έκανε «εξαιρετικά ευαίσθητα» σε ένα ευρύ φάσμα αντιβιοτικών.
Αυτά τα ευαισθητοποιημένα βακτήρια πέθαναν από οξειδωτικό στρες που προκλήθηκε από συσσώρευση αντιδραστικών ειδών οξυγόνου.
Σε αυτό το σημείο, η ομάδα ήθελε να βρει “αναστολείς” που θα μπορούσαν να δεσμεύσουν και να απενεργοποιήσουν τα βακτηριακά ένζυμα σε ένα μολυσμένο άτομο.