Achillova pata superbakterií

Vědci v nové studii představili přelomový objev, který popisuje, jak by bylo možné zničit patogenní bakterie, které jsou resistentní vůči běžným antibiotikům. Jejich Achillova pata byla objevena ve vnější obalové vrstvě. Objevení způsobu jak narušit obrannou bariéru těchto tzv. „superbakterií“ otevírá pole pro antibiotika „nové generace“. Protože se tyto nové léky zaměřují specificky na vnější obrannou bariéru a ne na fungování vnitřních pochodů buňky, nedokáží si bakterie vyvinout proti těmto lékům resistenci.

 Obr.: Vědci zkoumají gram negativní (G^-) bakterie způsobující závažné infekce, včetně salmonely, kapavky a menigitidy. Vnější obal těchto buněk slouží jako maskovací „kabát“, který buňky chrání proti toxickým sloučeninám, jako jsou antibiotika a umožňuje nepozorovaně proniknout kolem obranných složek napadeného organismu. S využitím světla o vysoké intenzitě, které je produkováno synchrotronem „Diamond Light Source“ mohou nyní vědci studovat strukturu těchto obalových vrstev na atomární úrovni.

Objev přišel v pravou chvíli. Světová zdravotnická organizace (WHO) již delší dobu vysílá varovné signály o narůstajícím počtu rezistentních kmenů superbakterií. Dokonce i infekce, které byly běžně léčitelné desítky let, jsou nyní opět na seznamu smrtelných nákaz.

Tyto smrtelné nákazy způsobují v mnoha případech bakterie ze skupiny gram negativních bakterií (G^-), které oproti méně patogenním gram pozitivním (G⁺) obsahují vnější obalovou membránu (tzv. lipopolysacharidovou (LPS) vrstvu). Ta slouží G^- bakteriím jako hlavní „obranný val“ proti průniku toxických antibiotik. Zároveň brání útoku imunitního systému napadeného organismu. Superbakterie tedy dokáží útoky antibiotik a imunitního systému bez problémů odvrátit, přežít a množit se v napadeném organismu. Pokud však dojde k narušení této LPS vrstvy, superbakterie útokům podlehne a umírá.

Až doposud se vědělo málo o tom, jak si superbakterie LPS vrstvu budují. Nová studie poprvé popisuje, jak bakterie transportují základní stavební bloky, tzv. lipopolysacharidy, a zabudovávají je do membrány.

Vedoucí skupiny prof. Changjiang Dong popisuje, jak tento proces v buňce probíhá: “Pomocí nejmodernějších technologií, včetně využití DLS synchrotronu, se nám podařilo určit přesnou strukturu vstupní brány, kterou bakterie využívají k transportu stavebních bloků LPS vrstvy. Pokud jim bránu zavřeme, bakterie umře. Toto je nesmírně důležitý pokrok v boji proti rezistentním superbakteriím, proti kterým selhávají běžná antibiotika. Počet superbakterií v posledních letech rapidně stoupá a způsobují po celém světě tisíce smrtelných nákaz ročně. Náš výzkum povede k vývoji nové generace účinnějších antibiotik proti těmto „nezničitelným“ bakteriím."

Autor článku Ph.D. student Haohao Dong dodává: "Vzrušující na celém objevu je, že jsme nyní schopni specificky zabránit bakterii v tvorbě vnější membrány. Není tedy potřeba cíleně blokovat vnitřní struktury buňky, jako jsou např. ribosomy, proti kterým bývají většinou zaměřena klasická antibiotika. Ta právě v případě superbakterií nedokáží překonat obranou LPS vrstvu a tím pádem nemohou bakterii usmrtit. Jelikož nové léky nebudou muset pronikat do buněk, bakterie si na ně nedokážou vytvořit resistenci.“

Autor: Ing. Jiří Bárta, Ph.D.

Líbil se Vám tento článek? Doporučte jej svým známým.

Použité zdroje:

Haohao Dong, Quanju Xiang, Yinghong Gu, Zhongshan Wang, Neil G. Paterson, Phillip J. Stansfeld, Chuan He, Yizheng Zhang, Wenjian Wang, Changjiang Dong. Structural basis for outer membrane lipopolysaccharide insertion. Nature, 2014; DOI: 10.1038/nature13464

University of East Anglia. "Achilles' heel in antibiotic-resistant bacteria discovered." ScienceDaily. ScienceDaily, 18 June 2014.