Naturligt antibiotikum stripper bakterier af deres forsvar
Ny forskning finder ud af, at et insektafledt antibiotikum kan ødelægge den beskyttende membran hos nogle af de mest udbredte lægemiddelresistente bakterier. Dette kunne bane vejen for en ny klasse af antibiotika, der kunne hjælpe med at tackle den nuværende krisestof mod resistens.
Et naturligt antibiotikum kan tackle E. coli (afbildet her).I USA forårsager antibiotikaresistens over 2 millioner sygdomme og 23.000 dødsfald hvert år.
Verdenssundhedsorganisationen (WHO) undersøgte en halv million mennesker og fandt ud af, at de fem mest almindelige lægemiddelresistente bakterier er:
- Escherichia coli
- Klebsiella pneumoniae
- Staphylococcus aureus
- Streptococcus pneumoniae
- Salmonella
Med undtagelse af S. pneumoniae og S. aureusalt det ovenstående er gramnegative bakterier. Navnet kommer fra Hans Christian Gram, en læge, der udviklede Gram-testen. Dette er en kemisk plettetest, der deler bakterier i Gram-positive og Gram-negative.
At finde nye måder at ødelægge gramnegative bakterier er en stor udfordring med nogle vigtige konsekvenser for den voksende folkesundhedskrise, der er antimikrobiel resistens.
Ny forskning kan have fundet en måde at trænge igennem disse bakteriers forsvar. Forskere ved universitetet i Zürich (UZH) i Schweiz fandt ud af, at thanatin, et naturligt forekommende antibiotikum produceret af et insekt kaldet den spindede soldatbug, kan angribe de ydre membraner af gramnegative bakterier.
John A. Robinson fra Institut for Kemi ved UZH er den tilsvarende og sidste forfatter af det nye papir, som for nylig blev offentliggjort i tidsskriftet Videnskabelige fremskridt.
Stop bakteriernes selvforsvarsmekanismer
Robinson forklarer motivationen for den nylige undersøgelse og siger: "På trods af enorm indsats fra akademiske forskere og farmaceutiske virksomheder har det vist sig at være meget vanskeligt at identificere effektive nye bakteriemål til opdagelse af antibiotika."
"En af de største udfordringer er at identificere nye mekanismer til antibiotisk handling mod farlige gramnegative bakterier."
Som Robinson og kolleger forklarer i deres papir, beskytter en asymmetrisk ydre membran gramnegative bakterier. Dette dobbeltlag består af lipopolysaccharid (LPS) -molekyler på ydersiden og membranglycerophospholipider i det indre lag.
Forskerne brugte en model af E coli og in vitro bindingsundersøgelser for at teste, om antibiotikumet endatin kan binde til visse proteiner kaldet "Lpt proteiner", som skaber en bro fra den indre membran til den ydre membran i det dobbelte lag, der beskytter gramnegative bakterier.
Denne bro bruges derefter til at transportere LPS-molekyler til den ydre side af membranen, hvilket skaber en defensiv barriere.
Laboratorieanalyser viste, at thanatin blokerer interaktionen mellem proteiner, der kræves for at danne broen. Dette betyder, at LPS-molekyler ikke kan nå deres destination, hvilket forhindrer, at hele den beskyttende asymmetriske ydre membran dannes. Uden forsvaret bøjer bakterien sig for antibiotikumet.
”Disse resultater”, siger forfatterne, “fremhæver et nyt paradigme for en antibiotikumhandling, der målretter mod et dynamisk netværk af protein-protein-interaktioner, der kræves til samling af Lpt-komplekset E coli.”
”Resultaterne identificerer også et naturligt forekommende peptid som udgangspunkt for udviklingen af potentielle kliniske kandidater, der er målrettet mod farlige gramnegative bakterielle patogener,” tilføjer de.
Robinson kommenterer resultaterne og siger: "Dette fund viser os en måde at udvikle stoffer, der specifikt hæmmer protein-protein-interaktioner i bakterieceller."
"Dette er en hidtil uset virkningsmekanisme for et antibiotikum og foreslår straks måder til at udvikle nye molekyler som antibiotika målrettet mod farlige patogener."
John A. Robinson