Unser Kampf gegen antibiotikaresistente Bakterienstämme ist immer noch uneinheitlich. In den letzten drei Jahrzehnten wurde nur ein neues Antibiotikum mit einer anderen Wirkung als das vorherige eingeführt. Vielleicht wird die Situation die Entdeckung amerikanischer Wissenschaftler verändern, die herausgefunden haben, dass die Verbindung Bakterien aus ihren Formen "erweckt", die für die Behandlung unempfindlich sind.
Zu Beginn der Anwendung von Antibiotika schien es fast unmöglich, fast jede durch Bakterien verursachte Krankheit zu besiegen. Die weit verbreitete Verwendung von Antibiotika (in der Nahrungsmittelindustrie oder die Verabreichung von antibakteriellen Arzneimitteln, selbst wenn sie nicht benötigt wurden) hat dazu geführt, dass wir heute das Problem der bakteriellen Resistenz gegen verfügbare Antibiotika haben.
Mikroorganismen haben viele Abwehrmechanismen entwickelt, die die verabreichte Behandlung unwirksam machen. Einige Bakterien bekämpfen Antibiotika mit speziellen Enzymen, die ihre Medikamente abbauen (zB β-Lactamasen). Andere modifizieren die Orte, an denen Antibiotika beteiligt waren. Ein Beispiel für Letzteres können Staphylokokken sein, die gegenüber Methicillin-Behandlung resistent sind (MRSA-Stämme).Methicyllin-resistenter Staphylococcus aureus), veränderte die Struktur von Proteinen, an die β-Lactame oder Enterococcen VRE gebunden waren, veränderte Zellwandfragmente, an die sich Glycopeptide anschlossen. Einige Bakterien können auch Antibiotika aktiv aus der Zelle entfernen oder die Durchlässigkeit von Membranen verändern, so dass Medikamente nicht in die Zelle gelangen können.
Ein anderer Weg ist, die Bakterien in einen "Schlaf" -Zustand zu versetzen. Diese Bakterienzellen sind metabolisch inaktiv, und die meisten uns bekannten Antibiotika arbeiten nur an Mikroorganismen, die wachsen und sich vermehren. Wenn die Zelle nicht metabolisiert, kann das Medikament nicht arbeiten. Die Passage von Bakterien in den "Schlaf" -Zustand ist die Ursache von wiederkehrenden Infektionen, einschließlich solcher, die lebensgefährlich sind. Der neueste Mechanismus ist die Bekämpfung einer neuen Droge, die von Wissenschaftlern der Brown University entdeckt wurde. Die Bedeutung dieser Forschung kann durch die Tatsache gezeigt werden, dass die Ergebnisse des Experiments in der renommiertesten wissenschaftlichen Zeitschrift veröffentlicht wurden, d. H.Natur”.
Von 82 tausend eins
Die Forscher untersuchten 82.000 synthetische, kleine chemische Moleküle in Bezug auf die Wirksamkeit der Behandlung von MRSA-Infektionen in der NematodeCaenorhabolitis elegans (bekanntes Tiermodell) Es stellte sich heraus, dass nur 185 Verbindungen den Nematoden vor dem Tod durch Infektion schützten. Zwei Verbindungen mit den vielversprechendsten Eigenschaften wurden aus dieser Gruppe ausgewählt: CD437 und CD1530. Beide Moleküle gehören zu Retinoiden, Derivaten von Vitamin A. Die gleichen Retinoide sind in der Medizin bekannt und werden bei vielen Krankheiten verwendet, einschließlich Haut. Beide Verbindungen, CD437 und CD1530, verursachten Verzerrungen in den Zellwandstrukturen von Gram (+) Bakterien. Ihre Zellwand besteht aus Murein, und die Produktion von Murein zu stoppen bedeutet Zelltod. Wir kennen Antibiotika, die die Produktion von Murein blockieren können, aber nur für Zellen, die nicht "ruhend" sind.
Nach der Auswahl der beiden vielversprechendsten Verbindungen untersuchten Wissenschaftler mit molekularen Modellierungsmethoden die Wechselwirkung dieser Substanzen mit der bakteriellen Zellwand und -membran. Als nächstes wurde untersucht, ob diese Verbindungen selektiv auf Bakterienzellen wirken oder ob sie Wirtszellen (dh Menschen) beeinflussen können. Es stellte sich heraus, dass sowohl CD437 als auch CD1530 nicht nur Bakterien, sondern auch menschliche Leberkrebszellen unter Bedingungen abtöten konntenin vitroohne normale Zellen zu zerstören (was eine schlechte Nachricht ist, wenn wir beide Verbindungen als Antibiotika betrachten, gut - wenn wir sie als neue potenzielle Krebsmedikamente betrachten). Die Forscher modifizierten die CD437-Verbindung chemisch und es stellte sich heraus, dass sie nach dieser Änderung nur auf Bakterienzellen wirkte.
Ein solches CD437-Analogon wurde dann Mäusen verabreicht. Eine ausreichend hohe Konzentration im Blut wurde erreicht, um die Bakterien abzutöten, ohne die inneren Organe zu schädigen (sie machten sich Sorgen um die Leber und die Nieren).Es stellte sich heraus, dass der neue Wirkstoff am effektivsten war, wenn er mit Gentamicin, einem bekannten Antibiotikum, verabreicht wurde, das jedoch keine Aktivität gegen metabolische, schlafende Bakterien zeigt. Der wahrscheinliche Mechanismus bestand darin, durch ein neues Medikament der Bakterienzelle aus "Lethargie" zu "erwachen", was zu seiner größeren Empfindlichkeit gegenüber dem Standardantibiotikum führte.
Es bleibt zu hoffen, dass die Entdeckung amerikanischer Wissenschaftler bald auf dem Markt sein wird.
Basiert auf:
W. Kim, et al.,Eine neue Klasse synthetischer Retinoid-Antibiotika, die gegen bakterielle Persistence wirksam sind. Nature 556 (2018) 103-107