O nouă armă elegantă în lupta împotriva bacteriilor rezistente la antibiotice

O nouă sondă chimică luminează în prezența unei enzime bacteriene care contribuie la rezistența la antibiotice. Credit: Universitatea Texas din Austin

În cursele de arme perpetue între bacterii și antibiotice produse de om, există un nou instrument pentru a acorda prioritate medicamentului uman, în parte prin detectarea slăbiciunii bacteriene și care poate duce la tratamente mai vizate sau noi pentru infecțiile bacteriene.

O echipă de cercetători condusă de oamenii de știință de la Universitatea Texas din Austin a efectuat investigații chimice pentru a ajuta la identificarea unei enzime, produsă de unele specii de E. coli și bacterii pneumococice, cunoscute pentru a descompune unele tipuri comune de antibiotice, făcând aceste bacterii rezistente la riscați până la tratament.

„Ca răspuns la tratamentul cu antibiotice, bacteriile au dezvoltat diferite mecanisme pentru a rezista acestui tratament și unul dintre ele este acela de a produce enzime care mestecă practic antibiotice înainte de a-și face treaba”, a declarat Emily Que, profesor asistent de chimie și unul dintre cercetătorii de frunte în echipă. „Tipul de instrument pe care l-am dezvoltat ne oferă informații critice care ne pot menține cu un pas înaintea bacteriilor mortale”.

Într-o scrisoare publicată online la 26 mai 2021, la adresa Jurnalul Societății Chimice Americane, cercetătorii au redus atenția asupra pericolelor reprezentate de enzima bacteriană numită New Delhi metallo-beta-lactamază (NDM). Ei decid să creeze o moleculă care să strălucească atunci când vine în contact cu enzima NDM. Când aceste sonde chimice sunt adăugate într-o eprubetă, acestea se leagă de enzimă și strălucesc. Un astfel de instrument poate fi folosit pentru a alerta medicii despre ce fel de amenințare bacteriană le afectează pacienții și pentru a le spune ce antibiotice să utilizeze.

NDM descompune antibioticele în clase de penicilină, cefalosporine și carbapenem, care sunt unele dintre cele mai sigure și mai eficiente tratamente pentru infecțiile bacteriene. Există și alte clase de antibiotice, dar acestea pot avea mai multe efecte secundare, pot avea mai multe interacțiuni medicamentoase și pot fi mai puțin disponibile în unele părți ale lumii.

Pe lângă indicarea prezenței enzimei NDM, sonda chimică înfloritoare dezvoltată de Que și Walt Fast, profesor de biologie chimică și chimie medicală, ar putea ajuta la găsirea unei alte modalități de combatere a acestor bacterii rezistente. O opțiune de tratament pe care medicii o folosesc cu bacterii rezistente este de a combina antibiotice obișnuite și un inhibitor. Deși nu există un inhibitor clinic eficient pentru bacteriile producătoare de NDM, sonda Que poate ajuta la găsirea unuia.

Odată ce sonda se leagă de enzimă și începe să strălucească, dacă este introdus un inhibitor eficient, acesta va bate sonda liberă și strălucirea se va opri. Acest lucru permite oamenilor de știință să testeze foarte repede un volum mare de posibile medicamente – necesitând Que și Fast să continue în viitor.

„Acest lucru ne permite să lucrăm în direcția dezvoltării terapiilor și în cele din urmă să înțelegem caracteristicile evolutive ale unor astfel de proteine”, a spus Radhika Mehta, un doctorat recent la UT Austin și autor principal al lucrării. Mehta este în prezent student postdoctoral la Laboratorul Comercianților din Universitatea din California, Berkeley.

Studiul a examinat, de asemenea, un proces numit imunitate la nutrienți, care provine din producția de proteine ​​în corpul uman ca răspuns la o infecție. Proteinele absorb toate metalele disponibile în organism, cum ar fi zincul necesar pentru a produce NDM, făcând bacteriile mai susceptibile la atac.

„Evoluția acestei bacterii de la descoperirea sa în 2008 arată că nu numai că dezvoltă rezistență la antibiotice, ci încearcă să lupte împotriva acestui proces imunitar natural al omului. Acest lucru este deosebit de înspăimântător “, a spus Que.

Sonda Que poate fi, de asemenea, utilizată pentru a studia imunitatea nutrienților și NDM, deoarece va străluci numai în prezența zincului necesar formării enzimei.

Referință: „Vizualizarea stării dinamice de metalizare din New Delhi Metallo-β-lactamază-1 în bacterii folosind o sondă fluorescentă reversibilă” de Radhika Mehta, Dann D. Rivera, David J. Reilley, Dominique Tan, Pei W. Thomas, Abigail Hinojosa, Alesha C. Stewart, Zishuo Cheng, Caitlyn A. Thomas, Michael W. Crowder, Anastassia N. Alexandrova, Walter Fast și Emily L. Que, 26 mai 2021, Jurnalul Societății Chimice Americane.
DOI: 10.1021 / jacs.1c00290

Radhika Mehta, Dann D. Rivera, Dominique Tan, Pei W. Thomas, Abigail Hinojosa, Alesha C. Stewart și Walter Fast de la Universitatea Texas din Austin; David J. Reilley și Anastassia N. Alexandrova de la Universitatea din California, Los Angeles; și Zishuo Cheng, Caitlyn A. Thomas și Michael W. Crowder de la Universitatea din Miami au contribuit, de asemenea, la cercetare. Cercetarea a fost finanțată de National Institutes of Health, National Science Foundation și Robert A. Welch Foundation.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Inginerii dezvoltă o nouă tehnologie de tratare a apei care ar putea ajuta și exploratorii Marte

Un catalizator care distruge percloratul din apă poate curăța solul marțian. O echipă condusă de ingineri de la Universitatea din California Riverside a dezvoltat un...

Dezechilibrul energetic al Pământului s-a dublat

Faceți clic pe imaginea pentru a anima: Comparația estimărilor anuale suprapuse la intervale de 6 luni ale fluxului anual net de energie în atmosfera...

Modul în care celulele folosesc „pungile pentru gunoi” pentru a-și transporta deșeurile de reciclare

Descoperirile pot avea implicații importante pentru înțelegerea bolilor legate de vârstă. Oamenii de știință de la Sanford Burnham Prebys au obținut o perspectivă mai profundă...

Cercetătorii iau distribuția cheii cuantice din laborator

Dovezile pe teren arată că simpla funcționare a sistemului DCC cu rețeaua de telecomunicații existentă în Italia. Într-un nou studiu, cercetătorii au demonstrat un sistem...

Știința simplificată: ce sunt rețelele cuantice?

din Departamentul Energiei din SUA 17 iunie 2021 Părțile interesate din guvern, laboratoare naționale, universități și industrie s-au alăturat DOE Internet Quantum Project Workshop pentru a...

Newsletter

Subscribe to stay updated.