Health Rodos: Μια ομάδα με επικεφαλής ερευνητές του UCL και του Imperial College London έδειξε για πρώτη φορά πώς τα σωτήρια αντιβιοτικά που ονομάζονται πολυμυξίνες διαπερνούν την «θωράκιση» των επιβλαβών βακτηρίων.
Οι πολυμυξίνες ανακαλύφθηκαν πριν από περισσότερα από 80 χρόνια και χρησιμοποιούνται ως έσχατη λύση για λοιμώξεις που προκαλούνται από «Gram αρνητικά» βακτήρια. Αυτά τα βακτήρια έχουν ένα εξωτερικό επιφανειακό στρώμα που λειτουργεί σαν θωράκιση και εμποδίζει ορισμένα αντιβιοτικά να διεισδύσουν στο κύτταρο. Οι πολυμυξίνες είναι γνωστό ότι στοχεύουν αυτό το εξωτερικό στρώμα, αλλά ο τρόπος με τον οποίο το διαταράσσουν και στη συνέχεια σκοτώνουν τα βακτήρια δεν είναι ακόμη κατανοητός.
Στη νέα μελέτη, η ερευνητική ομάδα αποκάλυψε σε εικόνες υψηλής ανάλυσης και βιοχημικά πειράματα πώς το αντιβιοτικό Πολυμυξίνη Β προκάλεσε γρήγορα εξογκώματα στην επιφάνεια ενός βακτηριακού κυττάρου E. coli.
Αυτές οι προεξοχές, οι οποίες εμφανίστηκαν μέσα σε λίγα λεπτά, ακολουθήθηκαν από την ταχεία αποβολή της εξωτερικής θωράκισης του βακτηρίου.
Το αντιβιοτικό, κατέληξαν οι ερευνητές, είχε ενεργοποιήσει το κύτταρο να παράγει και να αποβάλει τη θωράκισή του. Όσο περισσότερο το κύτταρο προσπαθούσε να δημιουργήσει νέα πρωτεΐνη, τόσο περισσότερο έχανε την πρωτεΐνη που παρήγαγε, με τέτοιο ρυθμό που άφηνε κενά στην άμυνά του, επιτρέποντας στο αντιβιοτικό να εισέλθει στο κύτταρο και να το σκοτώσει.
Ωστόσο, η ομάδα διαπίστωσε ότι αυτή η διαδικασία – οι προεξοχές, η γρήγορη παραγωγή και αποβολή θωράκισης, και ο κυτταρικός θάνατος – συνέβαιναν μόνο όταν το κύτταρο ήταν ενεργό. Στα αδρανή (κοιμισμένα) βακτήρια, η παραγωγή θωράκισης απενεργοποιείται, καθιστώντας το αντιβιοτικό αναποτελεσματικό.

Ο συν-επικεφαλής συγγραφέας Δρ. Άντριου Έντουαρντς, από το Imperial, δήλωσε: «Για δεκαετίες υποθέταμε ότι τα αντιβιοτικά που στοχεύουν τη βακτηριακή θωράκιση ήταν σε θέση να σκοτώσουν τα μικρόβια σε οποιαδήποτε κατάσταση, είτε αναπαράγονταν ενεργά είτε ήταν αδρανή. Αλλά αυτό δεν ισχύει. Μέσω της λήψης αυτών των απίστευτων εικόνων μεμονωμένων κυττάρων, καταφέραμε να δείξουμε ότι αυτή η κατηγορία αντιβιοτικών λειτουργεί μόνο με τη βοήθεια του βακτηρίου και, αν τα κύτταρα μπουν σε κατάσταση χειμερίας νάρκης, τα φάρμακα δεν λειτουργούν πλέον – κάτι που είναι πολύ περίεργο».
Η αδρανής κατάσταση επιτρέπει στα βακτήρια να επιβιώνουν σε δυσμενείς συνθήκες, όπως η έλλειψη τροφής. Μπορούν να παραμείνουν αδρανή για πολλά χρόνια και να «ξυπνήσουν» όταν οι συνθήκες γίνουν πιο ευνοϊκές. Αυτό μπορεί να επιτρέψει στα βακτήρια να επιβιώσουν έναντι των αντιβιοτικών, για παράδειγμα, και να ξυπνήσουν ξανά για να προκαλέσουν υποτροπιάζουσες λοιμώξεις στο σώμα.
Η ομάδα συνέκρινε τον τρόπο με τον οποίο τα ενεργά (αναπτυσσόμενα) και τα ανενεργά κύτταρα E. coli ανταποκρίθηκαν στην πολυμυξίνη Β στο εργαστήριο, διαπιστώνοντας ότι το αντιβιοτικό εξάλειψε αποτελεσματικά τα ενεργά κύτταρα αλλά δεν σκότωσε τα αδρανή κύτταρα.
Επίσης, εξέτασαν την ανταπόκριση των κυττάρων E. coli με και χωρίς πρόσβαση σε ζάχαρη (μια πηγή τροφής που ξυπνά τα αδρανή κύτταρα). Όταν υπήρχε ζάχαρη, το αντιβιοτικό σκότωνε προηγουμένως αδρανή κύτταρα, αλλά μόνο μετά από καθυστέρηση 15 λεπτών – τον χρόνο που χρειαζόταν το βακτήριο για να καταναλώσει τη ζάχαρη και να συνεχίσει την παραγωγή της εξωτερικής του θωράκισης.
Σε συνθήκες όπου το αντιβιοτικό ήταν αποτελεσματικό, οι ερευνητές ανίχνευσαν περισσότερη θωράκιση να απελευθερώνεται από τα βακτήρια. Παρατήρησαν επίσης τις εξογκώσεις που εμφανίζονταν στην επιφάνεια του κυττάρου.
Σε συνθήκες όπου ήταν αναποτελεσματικό, το αντιβιοτικό προσκολλήθηκε στην εξωτερική μεμβράνη αλλά προκάλεσε μικρή ζημιά.
Τα ευρήματα, που δημοσιεύθηκαν στο περιοδικό Nature Microbiology, θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε νέες θεραπείες για βακτηριακές λοιμώξεις – ιδιαίτερα επείγουσες, καθώς οι ανθεκτικές στα φάρμακα λοιμώξεις ήδη σκοτώνουν περισσότερους από ένα εκατομμύριο ανθρώπους ετησίως.
Φωτογραφία: iStock
.:
Ροχαλητό: Ποιοι ροχαλίζουν περισσότερο, οι άνδρες ή οι γυναίκες;
Η ρευματοειδής αρθρίτιδα φαίνεται στο αίμα πολλά χρόνια πριν εκδηλωθεί
Δυσλεξία: Ερευνητές εντόπισαν νέα γονίδια που σχετίζονται με την ειδική μαθησιακή δυσκολία

πηγή: iatropedia.gr