Πώς ο Ε. Coli υπερασπίζεται τον εαυτό του ενάντια στα αντιβιοτικά
1. Αντλίες εκροής:
- Το Ε. Coli διαθέτει αντλίες εκροής, οι οποίες είναι πρωτεΐνες μεμβράνης που είναι υπεύθυνες για τη μεταφορά αντιβιοτικών από το κύτταρο.
- Αυτές οι αντλίες μειώνουν την ενδοκυτταρική συγκέντρωση αντιβιοτικών, μειώνοντας αποτελεσματικά την αποτελεσματικότητά τους έναντι των βακτηρίων.
- Τα παραδείγματα περιλαμβάνουν το σύστημα αντλίας εκροής ACRAB-TOLC και την αντλία εκροής MDFA.
2. Μεταβολή στόχου:
- Ορισμένα στελέχη Ε. Coli μπορούν να τροποποιήσουν τις θέσεις προορισμού των αντιβιοτικών, καθιστώντας τα λιγότερο αποτελεσματικά στη δέσμευση και αναστέλλοντας τους επιδιωκόμενους στόχους τους.
-Για παράδειγμα, οι μεταλλάξεις στις πρωτεΐνες δέσμευσης πενικιλλίνης (PBPs) του Ε. Coli μπορούν να μειώσουν τη συγγένεια των αντιβιοτικών βήτα-λακτάμης όπως η πενικιλλίνη, οδηγώντας σε μειωμένη ευαισθησία.
3. Ενζυματική τροποποίηση:
- Το Ε. Coli παράγει ένζυμα που μπορούν να τροποποιήσουν χημικά αντιβιοτικά, είτε να υποβαθμίσουν είτε να τα μεταβάλλουν χημικά για να μειώσουν την αντιμικροβιακή τους δραστικότητα.
-Τα παραδείγματα περιλαμβάνουν βήτα-λακταμάσες, οι οποίες διασπά τα αντιβιοτικά βήτα-λακτάμης και ένζυμα τροποποίησης αμινογλυκοσίδης, τα οποία τροποποιούν τα αντιβιοτικά αμινογλυκοσίδης.
4. Σχηματισμός βιοφίλμ:
- Το Ε. Coli μπορεί να σχηματίσει προστατευτικά βιοφίλμ, τα οποία είναι πολύπλοκες κοινότητες βακτηρίων που περιβάλλουν μια αυτο-παραγόμενη μήτρα.
- Τα βιοφίλμ περιορίζουν τη διείσδυση των αντιβιοτικών στη βακτηριακή κοινότητα, προστατεύοντας αποτελεσματικά τα κύτταρα από αντιμικροβιακές επιδράσεις.
5. Μεταβολή των μεταβολικών οδών:
- Η Ε. Coli μπορεί να προσαρμόσει τις μεταβολικές του οδούς για να παρακάμψει τους στόχους ορισμένων αντιβιοτικών.
- Για παράδειγμα, όταν υποβάλλονται σε αγωγή με αντιβιοτικά σουλφοναμιδίου που αναστέλλουν τη σύνθεση του φολικού οξέος, μερικά στελέχη Ε. Coli μπορούν να αποκτήσουν μεταλλάξεις που τους επιτρέπουν να χρησιμοποιούν εναλλακτικές μεταβολικές οδούς για τη σύνθεση του φολικού οξέος, αποφεύγοντας έτσι τις επιδράσεις του αντιβιοτικού.
6. Κύτταρα και κύτταρα Persister:
- Το Ε. Coli μπορεί να εισέλθει σε αδρανή καταστάσεις ή να παράγει κύτταρα persister ως στρατηγική επιβίωσης κατά των αντιβιοτικών.
- Τα αδρανή κύτταρα έχουν επιβραδυνθεί ο μεταβολισμός και η μειωμένη ευαισθησία στα αντιβιοτικά, ενώ τα κυτταρικά κύτταρα είναι γενετικά πανομοιότυπα με άλλα κύτταρα αλλά παρουσιάζουν παροδική ανοχή σε αντιμικροβιακούς παράγοντες.
7. Οριζόντια μεταφορά γονιδίων:
- Το Ε. Coli μπορεί να αποκτήσει γονίδια αντοχής στα αντιβιοτικά από άλλα βακτήρια μέσω οριζόντιων μηχανισμών μεταφοράς γονιδίων, όπως η σύζευξη, ο μετασχηματισμός και η μεταγωγή.
- Αυτή η απόκτηση γονιδίων αντίστασης επιτρέπει στην Ε. Coli να αναπτύξει ταχέως αντοχή στα αντιβιοτικά στα οποία ήταν προηγουμένως ευαίσθητα.
Αυτοί οι αμυντικοί μηχανισμοί κατά των αντιβιοτικών υπογραμμίζουν την αξιοσημείωτη προσαρμοστικότητα και την ανθεκτικότητα του E. coli, συμβάλλοντας στην εμμονή και την ικανότητά του να προκαλεί λοιμώξεις. Η κατανόηση και η αντιμετώπιση αυτών των στρατηγικών αντίστασης είναι ζωτικής σημασίας για την ανάπτυξη αποτελεσματικών θεραπειών αντιβιοτικών και την καταπολέμηση των βακτηριακών λοιμώξεων.
