Cercetătorii identifică puncte vulnerabile în bacteriile rezistente la antibiotice
Rezistența la antimicrobiene este una dintre cele mai mari amenințări globale la adresa sănătății publice, fiind descrisă ca o pandemie tăcută. Bacteriile rezistente provoacă anual milioane de decese, iar estimările Organizației Mondiale a Sănătății indică o creștere până la 10 milioane de decese pe an în 2050 dacă situația nu este controlată.
Cercetătorii de la Universitatea Nanyang Tehnologică din Singapore dezvoltă strategii pentru a devansa aceste bacterii. O echipă a creat un compus care inhibă o enzimă esențială pentru producerea de energie într-o bacterie rezistentă. În colaborare cu Agenția pentru Știință, Tehnologie și Cercetare din Singapore, un alt grup a descoperit cum aceeași bacterie se apără împotriva infecțiilor virale. O altă echipă, împreună cu Imperial College London, a investigat structura moleculară a armei folosite pentru a încărca și lansa toxine.
Blocarea producerii de energie
Mycobacterium abscessus provoacă boli pulmonare severe la pacienții cu fibroză chistică și este rezistentă la multe antibiotice. O echipă condusă de Gerhard Grüber a dezvoltat un compus care împiedică bacteria să producă energie. Compusul inhibă o enzimă cheie din lanțul de transport electronic, responsabilă cu producerea adenozin-trifosfatului (ATP).
Prin microscopie crioelectronică, cercetătorii au identificat un buzunar în subunitatea cytochrome b a enzimei cytochrome bcc oxidase, esențială pentru activitatea acesteia. Au proiectat apoi un compus care se fixează în acel buzunar. Deoarece structura enzimei este unică pentru M. abscessus, compusul nu este toxic pentru celulele umane. Împreună cu clofazimina, un antibiotic folosit în infecțiile micobacteriene, compusul a redus supraviețuirea bacteriei de 100 de ori în patru zile. Un patent a fost depus, iar cercetătorii colaborează cu compania farmaceutică Hsiri Therapeutics pentru licențiere.
Virusuri folosite împotriva micobacteriilor
Bacteriofagii sunt virusuri care infectează bacteriile și le deturnează mecanismele de replicare. Cercetătorii au descoperit cum M. abscessus rezistă atacului acestor virusuri. Bacteria există în două variante: netedă, care produce glicopeptidolipide pe suprafață și formează colonii rotunde, și rugoasă, lipsită de aceste lipide, cu colonii neregulate. Varianta rugoasă cauzează boli mai severe.
După tratamentul tulpinilor netede cu bacteriofagi, au apărut variante rugoase, cu mutații în genele pentru sinteza glicopeptidolipidelor. Pierderea acestor lipide ar putea împiedica fagii să se atașeze de bacterie. În alte cazuri, bacteriile au devenit rezistente păstrându-și forma netedă, dar cu mutații în alte gene de suprafață. Pablo Bifani a explicat că un cocktail de bacteriofagi care vizează ambele variante ar putea reduce rezistența.
Dezarmarea bacteriilor periculoase
Pseudomonas aeruginosa provoacă infecții cronice la pacienții imunocompromiși și spitalizați. Bacteria folosește sistemul de secreție de tip VI (T6SS) pentru a injecta toxine în bacterii rivale și în celulele gazdă. Cercetătorii de la NTU și Imperial College London au descoperit structura acestei arme microscopice.
Analizele biochimice și microscopia crioelectronică au arătat că T6SS se asamblează pas cu pas. Toxinele sunt capturate de proteina Hcp, iar cinci proteine Hcp suplimentare formează un inel în jurul toxinei. Inelele încărcate se suprapun într-un tub lung care, la contracție, propulsează toxinele în celula țintă. Tubul poate transporta diferite toxine simultan.
Alain Filloux a declarat că blocarea acestui pas de încărcare ar putea duce la dezarmarea bacteriei. Tiago Dias da Costa a adăugat că imaginile 3D de înaltă rezoluție arată că încărcarea toxinelor este un proces organizat, nu pasiv, oferind o explicație moleculară pentru modul în care bacteria își pregătește cocktailul toxic.
