A kutatóknak bizonyítékuk van egy másik módszerre, amelyet a baktériumok alkalmaznak az antibiotikumok elkerülésére. Sirirat / Shutterstock

Az antibiotikumok ellenálló baktériumok megjelenésében nagyrészt az antibiotikumok széles körű használata a hibás, ami jelenleg az egyik legnagyobb fenyegetés a globális egészségre. Nemcsak az antibiotikum-rezisztencia okoz már becslések szerint évi 700,000 XNUMX haláleset, számos fertőzést is okozott, beleértve a tüdőgyulladást, a tuberkulózist és a gonorrhea-t, nehezebben kezelhető. Anélkül, hogy tudnánk, hogyan lehet megakadályozni a baktériumok antibiotikum-rezisztenciájának kialakulását, azt jósolják, hogy megelőzhető betegségek okozhatnak Évente 10 millió haláleset a 2050.

Néhány módja annak, hogy a baktériumok rezisztenssé válnak az antibiotikumokkal szemben a baktériumok genomjában bekövetkező változások révén történik. Például a baktériumok kiszivattyúzzák az antibiotikumokat, vagy lebonthatják az antibiotikumokat. Megállíthatják a növekedést és az osztódást is, ami megnehezíti az immunrendszer észrevételét.

Azonban, a kutatásunk egy másik kevéssé ismert módszerre összpontosított, amelyet a baktériumok antibiotikum-rezisztenssé válnak. Közvetlenül kimutattuk, hogy a baktériumok „megváltoztathatják az alakjukat” az emberi testben, hogy elkerüljék az antibiotikumok célzását - ez a folyamat nem igényel genetikai változásokat a baktériumok szaporodásához.

Gyakorlatilag az összes baktériumot egy sejtfalnak nevezett szerkezet veszi körül. A fal olyan, mint egy vastag kabát, amely megvédi a környezeti terheléseket és megakadályozza a sejt felrepedését. Rendszeres formát ad a baktériumoknak (például rúd vagy gömb), és segíti őket a hatékony elosztásban.

Az emberi sejteknek nincs sejtfala (vagy „kabátja”). Emiatt az emberi immunrendszer könnyen felismeri a baktériumokat ellenségként, mert sejtfala érezhetően eltér. És mivel a sejtfal baktériumokban létezik, az emberekben azonban nem, kiváló célpont néhány legjobb és leggyakrabban használt antibiotikumunk, például a penicillin számára. Más szavakkal, a falra célzott antibiotikumok képesek megölni a baktériumokat anélkül, hogy károsítanának minket.

A baktériumok azonban alkalmanként túlélhetnek sejtfaluk nélkül. Ha a környező körülmények képesek megvédeni a baktériumokat a repedéstől, úgynevezett „L-formákká” válhatnak, amelyek olyan baktériumok, amelyeknek nincs sejtfala. Ezeket a baktériumokat 1935-ben fedezte fel Emmy Klieneberger-Nobel, aki annak a Lister Intézetnek nevezte el, ahol akkor dolgozott.

Egy laboratóriumban gyakran cukrot használunk a megfelelő védőkörnyezet megteremtéséhez. Az emberi testben ezt a formaváltozást általában a baktériumok sejtfalát vagy bizonyos immunmolekulákat megcélzó antibiotikumok váltják ki - mint például a lizozim, a könnyeinkben jelen lévő molekula, amely segít megvédeni minket a bakteriális fertőzések ellen.

A sejtfal nélküli baktériumok gyakran törékennyé válnak és elveszítik szabályos alakjukat. Ezek azonban részben láthatatlanná válnak immunrendszerünk számára, és teljesen rezisztensek minden olyan típusú antibiotikummal szemben, amelyek kifejezetten a sejtfalat célozzák meg.

A tudósok régóta gyanították, hogy az L-forma váltása hozzájárulhat a visszatérő fertőzésekhez azáltal, hogy elősegíti a baktériumok elrejtését az immunrendszer elől és ellenállnak az antibiotikumoknak. Az L-formák megfoghatatlan jellege és a megfelelő módszerek hiánya miatt azonban nehéz volt bizonyítékot találni erre az elméletre.

A baktériumok alakjának figyelése

Tanulmányunk, amelyet a Nature Communications publikált, konkrétan a visszatérő húgyúti fertőzésekhez (UTI) társuló baktériumfajokat vizsgálta. Megállapította, hogy sokféle baktériumfaj - köztük E. coli és a Enterococcus - valóban életben maradhatnak L-formákként az emberi testben. Ez olyasmi, amit még soha nem bizonyítottak közvetlenül. Ezeket az alattomos baktériumokat fluoreszcens szondákkal tudtuk kimutatni, amelyek felismerik a baktériumok DNS-ét.

Megvizsgáltuk az idős betegek visszatérő UTI-s vizeletmintáit úgy, hogy magas cukortartalmú petri-csészében növesztettük őket. Ez a környezet nemcsak a baktériumokat védte a repedéstől, hanem az ezekben a mintákban jelen lévő L-alakú baktériumokat is izolálta. Egy külön kísérletben láthattuk, hogy az egész folyamat élő zebrafish embriókban zajlik-e antibiotikumok jelenlétében.

Az antibiotikum eltávolítása után a baktériumok átalakultak az L-formákból a sejtfalakkal szabályos formájukba. (Hitel a Newcastle Egyetemhez, Egyesült Királyság)

Fontos, hogy tanulmányunk azt mutatja, hogy az antibiotikumokat olyan körülmények között kell tesztelni, amelyek jobban tükrözik az emberi testet. Azok, amelyeket jelenleg az orvosi laboratóriumban használnak, nem nyújtanak elegendő védelmet a kényes L-formák túléléséhez.

Mielőtt teljesen megértenénk, mennyire fontos az L-forma váltása az antibiotikum-rezisztencia más formáihoz képest, további vizsgálatokra lesz szükség, több beteg bevonásával. Fontos azt is megvizsgálni, hogy az L-formák milyen szerepet játszhatnak más visszatérő fertőzésekben, például szepszisben vagy tüdőfertőzésekben.

Eddig az L-formák kutatása ellentmondásos terület volt, de reméljük, hogy ezek a megállapítások további kutatást fognak ösztönözni az L-formák kezelésére betegség esetén. Reméljük, hogy ezek a megállapítások segítenek megtalálni a módját ezeknek az alattomos baktériumoknak a testünkből való eltávolítására. A sejtfal aktív antibiotikumainak kombinálása az L-formákat elpusztító antibiotikumokkal az antibiotikumokkal szemben rezisztens fertőzések elleni küzdelem egyik megoldása lehet.

A baktériumokkal folytatott harcunk folyamatos. Ahogy új stratégiákat állítunk elő az ellenük való harcra, a visszavágás módjait találják ki. Vizsgálatunk a baktériumok alkalmazkodásának egy újabb módját emeli ki, amelyet figyelembe kell vennünk a fertőző betegségekkel folytatott folyamatos harcban.

A szerzőről

Katarzyna Mickiewicz, A Newcastle Egyetem tudományos munkatársa, Newcastle Egyetem

Ezt a cikket újra kiadják A beszélgetés Creative Commons licenc alatt. Olvassa el a eredeti cikk.

könyvek_egészség