De ce eșuează antibioticele în lupta împotriva bacteriilor
Bacteriile care sunt imune la acțiunea antibioticelor au devenit o preocupare principală pentru comunitățile de cercetare medicală din întreaga lume. Un nou studiu investighează ce face ca aceste „superbuguri” să fie rezistente în fața unora dintre cele mai puternice medicamente.
Abia recent, pe Știri medicale astăzi, am prezentat un studiu care evidențiază criza în continuă creștere a superbugilor care se răspândesc într-un ritm neașteptat de rapid în întreaga lume.
Autorii acestui studiu lansează avertizarea sumbru că, dacă bacteriile continuă să se „armureze” atât de eficient și cu o asemenea viteză, antibioticele pot deveni în curând ineficiente împotriva lor.
De aceea, este extrem de important să înțelegem cum, exact, aceste microorganisme pot apăra medicamentele care anterior erau capabile să acționeze împotriva lor. Aceste cunoștințe vor fi primul pas în a veni cu tratamente mai puternice pentru a combate infecțiile bacteriene încăpățânate.
Într-un nou studiu, o echipă de fizicieni de la Universitatea McMaster din Hamilton, Canada, a stabilit acum ce permite bacteriilor să respingă antibioticele odată ce acestea devin rezistente.
Deși mecanismul este simplu, aceasta este prima dată când cercetătorii au investigat și au reușit să-l identifice, datorită tehnologiei extrem de sensibile.
Autorul principal al studiului, prof. Maikel Rheinstädter și colegii săi, își raportează concluziile într-o lucrare de studiu publicată de jurnal Nature Communications Biology a publicat astăzi. Cercetătorii cred că descoperirea lor ar putea ajuta oamenii de știință să proiecteze medicamente mai eficiente pentru tratarea infecțiilor.
„Există multe, multe bacterii acolo și atât de multe antibiotice, dar prin propunerea unui model de bază care se aplică multora dintre ele, putem avea o înțelegere mult mai bună despre cum să abordăm și să prezicem mai bine rezistența”, notează prof. Rheinstädter.
O nevoie de a înțelege micromecanismele
Pentru a înțelege cum bacteriile încăpățânate sunt capabile să țină la distanță antibioticele puternice, cercetătorii au studiat în detaliu mecanismul care permite unuia dintre aceste medicamente să pătrundă în membrana bacteriană și să-și facă treaba.
Pentru acest studiu, cercetătorii au apelat la polimixina B, un antibiotic pe care medicii îl folosesc în tratamentul meningitei și infecțiilor tractului urinar, ochilor și sângelui.
Cercetătorii explică faptul că au ales acest medicament specific, deoarece a fost singurul antibiotic care ar funcționa împotriva bacteriilor care altfel erau rezistente la medicamente. Cu toate acestea, în urmă cu câțiva ani, o echipă de specialiști din China a descoperit că o genă bacteriană ar putea face aceste microorganisme imune la polimixine.
„Am vrut să aflăm cum această bacterie, în mod specific, a oprit acest medicament în acest caz special”, spune primul autor Adree Khondker, adăugând: „Dacă putem înțelege acest lucru, putem proiecta antibiotice mai bune”.
Cercetătorii au folosit instrumente specializate, sensibile, care au făcut posibilă analiza membranei bacteriene. Aceste instrumente au redat imagini cu rezoluție extrem de ridicată, care au capturat chiar și molecule individuale cu dimensiuni de aproximativ o milionime din lățimea unui singur fir de păr.
"Dacă luați celula bacteriană și adăugați acest medicament, se vor forma găuri în perete, acționând ca un perforator și ucigând celula", notează Khondker. „Dar, s-a dezbătut mult despre cum s-au format aceste găuri în primul rând.”
Ce se întâmplă cu bacteriile rezistente?
Mecanismul prin care antibioticul pătrunde în membrana bacteriană funcționează după cum urmează: bacteria, care are o sarcină negativă, „trage” automat medicamentul, care are o sarcină pozitivă.
Cu toate acestea, atunci când acest lucru are loc, membrana bacteriană acționează ca o barieră împotriva antibioticului, urmărind să îl împiedice să ajungă la interiorul bacteriei. În circumstanțe normale, acest lucru este ineficient, deoarece membrana este suficient de subțire pentru ca antibioticul să „pună găuri” în el.
Cu toate acestea, în cazul unei bacterii rezistente la medicamente, tehnologia de ultimă generație a cercetătorilor a dezvăluit că membrana devine mai rigidă și mult mai greu de pătruns. Mai mult, sarcina negativă a bacteriei devine mai slabă, ceea ce înseamnă că antibioticului îi este mai dificil să o localizeze și să se „lipească” de ea.
După cum o descrie Khondker, „Pentru droguri, este ca și cum ai trece de la tăierea lui Jello la tăierea prin piatră”.
Este pentru prima dată când o echipă de cercetători a reușit să identifice aceste schimbări cu certitudine, subliniază anchetatorii.
„Au existat multe speculații cu privire la acest mecanism. Dar, pentru prima dată, putem dovedi că membrana este mai rigidă, iar procesul este încetinit. ”
Prof. Maikel Rheinstädter
