Prirodni antibiotik odstranjuje obrambene bakterije
Novo istraživanje otkriva da antibiotik koji potječe od insekata može uništiti zaštitnu membranu nekih od najrasprostranjenijih bakterija otpornih na lijekove. To bi moglo utrti put novoj klasi antibiotika koja bi mogla pomoći u suočavanju s trenutnom krizom otpornosti na lijekove.
U Sjedinjenim Državama rezistencija na antibiotike uzrokuje preko 2 milijuna bolesti i 23 000 smrtnih slučajeva svake godine.
Svjetska zdravstvena organizacija (WHO) ispitala je pola milijuna ljudi i otkrila da je pet najčešćih bakterija otpornih na lijekove:
- Escherichia coli
- Klebsiella pneumoniae
- Staphylococcus aureus
- Streptococcus pneumoniae
- Salmonela
Uz iznimku S. pneumoniae i S. aureus, sve navedeno su gram-negativne bakterije. Ime dolazi od Hansa Christiana Grama, liječnika koji je razvio Gramov test. Ovo je kemijski test mrlja koji dijeli bakterije na gram-pozitivne i gram-negativne.
Pronalaženje novih načina uništavanja gram-negativnih bakterija glavni je izazov, s nekim važnim implikacijama na rastuću krizu javnog zdravstva koja je antimikrobna rezistencija.
Nova su istraživanja možda pronašla način da prodru u obranu ovih bakterija. Znanstvenici sa Sveučilišta u Zürichu (UZH) u Švicarskoj otkrili su da tanatin, prirodni antibiotik koji proizvodi insekt nazvan spined soldier bug, može napadati vanjske membrane na Gram negativne bakterije.
John A. Robinson, s Odjela za kemiju na UZH, odgovarajući je i posljednji autor novog rada, koji je nedavno objavljen u časopisu Napredak u znanosti.
Zaustavljanje mehanizama samoobrane bakterija
Robinson objašnjava motivaciju nedavne studije rekavši: "Unatoč ogromnim naporima akademskih istraživača i farmaceutskih tvrtki, pokazalo se da je vrlo teško identificirati učinkovite nove bakterijske ciljeve za otkrivanje antibiotika."
"Jedan od glavnih izazova je prepoznavanje novih mehanizama djelovanja antibiotika protiv opasnih gram negativnih bakterija."
Kao što Robinson i kolege objašnjavaju u svom radu, asimetrična vanjska membrana štiti po Gramu negativne bakterije. Ovaj dvostruki sloj čine molekule lipopolisaharida (LPS) izvana i membranski glicerofosfolipidi u unutarnjem sloju.
Istraživači su koristili model E coli i in vitro studije vezanja kako bi se ispitalo može li se antibiotik tanatin vezati za određene proteine zvane "Lpt proteini", koji stvaraju most od unutarnje membrane do vanjske membrane dvostrukog sloja koji štiti po Gramu negativne bakterije.
Taj se most zatim koristi za transport molekula LPS-a na vanjsku stranu membrane, stvarajući obrambenu barijeru.
Laboratorijske analize otkrile su da tanatin blokira interakcije između proteina potrebnih za stvaranje mosta. To znači da molekule LPS ne mogu doći do svog odredišta, sprječavajući stvaranje cijele zaštitne asimetrične vanjske membrane. Bez svoje obrane, bakterija podleže antibiotiku.
„Ovi rezultati“, kažu autori, „ističu novu paradigmu za djelovanje antibiotika, ciljajući dinamičku mrežu interakcija proteina i proteina potrebnih za sastavljanje kompleksa Lpt u E coli.”
"Rezultati također identificiraju jedan prirodni peptid kao polaznu točku za razvoj potencijalnih kliničkih kandidata koji ciljaju opasne gram-negativne bakterijske patogene", dodaju.
Robinson komentira rezultate, rekavši, "Ovo otkriće pokazuje nam način da razvijemo tvari koje specifično inhibiraju interakcije proteina i proteina u bakterijskim stanicama."
"Ovo je mehanizam djelovanja bez presedana za antibiotik i odmah predlaže načine za razvoj novih molekula kao antibiotika koji ciljaju opasne patogene."
John A. Robinson
