Nowa broń przeciwko bakteriom opornym na antybiotyki

 Naukowcy opracowali narzędzie, które może dać nam przewagę w walce z tzw. superbakteriami, czyli mikrobami opornymi na większość znanych antybiotyków - poinformowano na łamach "Journal of the American Chemical Society". Ujawnia ono słabe strony bakterii i pozwala opracować nowe metody leczenia infekcji.

Odkrycia dokonał zespół badaczy z University of Texas w Austin (USA). Jego członkowie opracowali sondy chemiczne identyfikujące enzym wytwarzany przez niektóre rodzaje bakterii E. coli i pneumokoki, o którym wiadomo, że rozkłada kilka powszechnych rodzajów antybiotyków, czyniąc te bakterie niewrażliwymi na dostępne metody leczenia.

"W odpowiedzi na częsty kontakt z antybiotykami bakterie wykształciły u siebie różne mechanizmy, aby oprzeć się leczeniu. Jednym z nich jest wytwarzanie enzymów, które rozkładają antybiotyki, zanim te ostatnie będą miały szansę zadziałać - tłumaczy dr Emily Que, jedna z głównych autorek publikacji (https://doi.org/10.1021/jacs.1c00290). - Nasze narzędzie stworzone jest po to, aby dostarczyć ważnych informacji, dzięki którym będziemy zawsze o krok przed śmiercionośnymi bakteriami".

Naukowcy skupili się na zagrożeniu stwarzanym przez enzym bakteryjny zwany metalo-beta-laktamazą z New Delhi (NDM). Postanowili stworzyć cząsteczkę, która świeci w kontakcie z NDM. Kiedy więc taką sondę chemiczną doda się do probówki, wiąże się ona z enzymem i zaczyna świecić. Ostrzega to lekarzy o rodzaju zagrożenia, które dotknęło ich pacjentów i sugeruje, jakich antybiotyków należy użyć.

Jest to o tyle ważne, że enzym NDM rozkłada antybiotyki z klasy penicylin, cefalosporyn i karbapenemów, czyli te, które są jednymi z najbezpieczniejszych i najskuteczniejszych metod leczenia infekcji bakteryjnych.

Oprócz funkcji wskazywania, że bakteria atakująca danego pacjenta posiada enzym NDM, fluorescencyjna sonda chemiczna pomaga też w szybkim znalezieniu alternatywnego do popularnych antybiotyków sposobu zwalczania superbakterii. Jedną z takich opcji jest połączenie zwykłych antybiotyków z inhibitorem. I chociaż nie ma jeszcze klinicznie skutecznego inhibitora bakterii wytwarzających NDM, sonda może pomóc go znaleźć.

"Kiedy sonda zwiąże się z enzymem i zacznie świecić, wprowadzenie do probówki skutecznego inhibitora spowoduje oderwanie sondy, a wtedy świecenie ustanie - mówi dr Que. - Pozwoli to na bardzo szybkie przetestowanie dużej ilości potencjalnych leków".

W omawianym badaniu przyjrzano się również procesowi zwanemu odpornością odżywczą (nutritional immunity), który polega na produkowaniu przez organizm ludzki białek w odpowiedzi na infekcję. Białka te wychwytują wszystkie dostępne w ciele jony metali, takie jak np. cynk, który jest potrzebny do wytwarzania NDM, czyniąc bakterie bardziej podatnymi na działanie układu odpornościowego.

"Ewolucja bakterii New Dehli od czasu jej odkrycia w 2008 roku wskazuje, że nie tylko szybko rozwija ona odporność na antybiotyki, ale także próbuje zwalczać naturalny proces odpornościowy w ciele człowieka, jakim jest odporność odżywcza. To szczególnie przerażające" - podkreśla dr Que.

Jak dodaje, nowa sonda może okazać się przydatna także tutaj - do badania odporności odżywczej, ponieważ można zaprojektować ją tak, aby świeciła tylko w obecności cynku potrzebnego do wytworzenia enzymu NDM.

Katarzyna Czechowicz