Hvorfor antibiotika mislykkes i kampen mod bakterier
Bakterier, der er immune over for virkningen af antibiotika, er blevet et primært problem for medicinske forskningsmiljøer over hele verden. En ny undersøgelse undersøger, hvad der gør disse "superbugs" modstandsdygtige over for nogle af de mest potente stoffer.
Først for nylig, den Medicinske nyheder i dag, vi præsenterede en undersøgelse, der fremhævede den stadigt voksende krise af superbugs, der spredte sig i et uventet hurtigt tempo over hele verden.
Forfatterne af denne undersøgelse udsender den dystre advarsel om, at hvis bakterier fortsætter med at “pansre” sig så effektivt og med en sådan hastighed, kan antibiotika snart blive helt ineffektive over for dem.
Derfor er det yderst vigtigt at forstå, hvordan disse mikroorganismer nøjagtigt kan afværge de lægemidler, der tidligere var i stand til at arbejde imod dem. Denne viden vil være det første skridt i at komme med stærkere behandlinger for at bekæmpe stædige bakterieinfektioner.
I en ny undersøgelse har et hold fysikere fra McMaster University i Hamilton, Canada, nu bestemt, hvad der tillader bakterier at frastøde antibiotika, når de bliver resistente.
Selvom mekanismen er enkel, er det første gang, at forskere har undersøgt og været i stand til at lokalisere det takket være meget følsom teknologi.
Lederundersøgelsesforfatter Prof. Maikel Rheinstädter og kolleger rapporterer deres fund i en undersøgelse, som tidsskriftet Naturkommunikationsbiologi har offentliggjort i dag. Forskerne mener, at deres opdagelse kan hjælpe forskere med at designe mere effektive lægemidler til behandling af infektioner.
”Der er mange, mange bakterier derude og så mange antibiotika, men ved at foreslå en grundlæggende model, der gælder for mange af dem, kan vi få en meget bedre forståelse af, hvordan vi bedre kan tackle og forudsige resistens,” bemærker professor Rheinstädter.
Et behov for at forstå mikromekanismer
For at forstå, hvordan stædige bakterier er i stand til at holde potente antibiotika i skak, undersøgte forskerne i detaljer mekanismen, der gør det muligt for et af disse lægemidler at trænge igennem bakteriemembranen og udføre sit arbejde.
Til denne undersøgelse vendte forskerne sig mod polymyxin B, et antibiotikum, som læger bruger til behandling af meningitis og infektioner i urinveje, øjne og blod.
Forskerne forklarer, at de valgte dette specifikke lægemiddel, fordi det tidligere var det eneste antibiotikum, der ville virke mod bakterier, der ellers var resistente over for lægemidler. For et par år siden fandt et team af specialister fra Kina imidlertid, at et bakteriegen kunne gøre disse mikroorganismer immun over for polymyxiner.
"Vi ønskede at finde ud af, hvordan denne bakterie specifikt stoppede dette lægemiddel i dette særlige tilfælde," siger første forfatter Adree Khondker og tilføjer: "Hvis vi kan forstå det, kan vi designe bedre antibiotika."
Forskerne brugte specialiserede, følsomme værktøjer, der gjorde det muligt at analysere bakteriemembranen. Disse værktøjer gengav billeder med ekstrem høj opløsning, der fangede selv individuelle molekyler med dimensioner på ca. en milliondel af bredden af en enkelt hårstreng.
”Hvis du tager bakteriecellen og tilføjer dette lægemiddel, dannes der huller i væggen, der fungerer som en hulstempel og dræber cellen,” bemærker Khondker. "Men der var meget debat om, hvordan disse huller blev dannet i første omgang."
Hvad sker der med resistente bakterier?
Mekanismen, hvormed antibiotikumet trænger igennem bakteriemembranen, fungerer som følger: Bakterien, som har en negativ ladning, "trækker" automatisk lægemidlet ind, som har en positiv ladning.
Men når dette finder sted, fungerer bakteriemembranen som en barriere mod antibiotikumet og sigter mod at forhindre det i at nå bakteriens indre. Under normale omstændigheder er dette ineffektivt, fordi membranen er tynd nok til, at antibiotikumet kan "slå huller" i det.
I tilfælde af en lægemiddelresistent bakterie afslørede forskernes moderne teknologi imidlertid, at membranen bliver mere stiv og meget sværere at trænge igennem. Desuden bliver bakteriens negative ladning svagere, hvilket betyder, at det er sværere for antibiotikumet at lokalisere og "holde sig til det".
Som Khondker beskriver det, "For stoffet er det som at gå fra at skære Jello til at skære gennem sten."
Det er første gang, at et forskergruppe har været i stand til at identificere disse ændringer med sikkerhed, understreger efterforskerne.
”Der har været meget spekulation om denne mekanisme. Men for første gang kan vi bevise, at membranen er mere stiv, og processen er langsommere. ”
Prof. Maikel Rheinstädter
