Πώς η βακτηριακή εξέλιξη των αντιβιοτικών οπλοστασίων παρέχει νέα σχέδια φαρμάκων
1. Εξερεύνηση φυσικών προϊόντων :Τα βακτήρια παράγουν μια τεράστια σειρά από φυσικά προϊόντα, πολλά από τα οποία έχουν αντιβιοτικές ιδιότητες. Μελετώντας την εξελικτική ιστορία και τη διαφοροποίηση αυτών των φυσικών προϊόντων, οι ερευνητές μπορούν να εντοπίσουν πολλά υποσχόμενα χημικά ικριώματα και δομικά χαρακτηριστικά που μπορούν να χρησιμεύσουν ως σημεία εκκίνησης για το σχεδιασμό ναρκωτικών.
2. :Η βακτηριακή εξέλιξη συχνά οδηγεί στην ανάπτυξη νέων μηχανισμών αντίστασης έναντι των υφιστάμενων αντιβιοτικών. Με την κατανόηση των μοριακών μηχανισμών στους οποίους βασίζεται αυτές οι στρατηγικές αντίστασης, οι επιστήμονες μπορούν να σχεδιάσουν αντιβιοτικά που παρακάμπτουν αυτούς τους μηχανισμούς αντίστασης ή να στοχεύουν διαφορετικές οδούς στα βακτήρια.
3. Συνεργεία και θεραπείες συνδυασμού :Η βακτηριακή εξέλιξη μπορεί επίσης να αποκαλύψει συνεργιστικές αλληλεπιδράσεις μεταξύ διαφορετικών αντιβιοτικών ή συνδυασμών αντιβιοτικών. Μελετώντας τον τρόπο με τον οποίο τα βακτήρια εξελίσσουν την αντίσταση σε πολλαπλά φάρμακα, οι ερευνητές μπορούν να εντοπίσουν αποτελεσματικούς συνδυασμούς φαρμάκων που μπορούν να ξεπεράσουν την αντίσταση και να ενισχύσουν την ισχύ των μεμονωμένων αντιβιοτικών.
4. Συγκριτική γονιδιωματική :Συγκριτική γονιδιωματική ανάλυση διαφορετικών βακτηριακών στελεχών μπορεί να αποκαλύψει μεταβολές στα γονίδια αντοχής στα αντιβιοτικά, στις μεταβολικές οδούς και στα ρυθμιστικά δίκτυα. Αυτές οι πληροφορίες μπορούν να αξιοποιηθούν για τον εντοπισμό διατηρημένων στόχων και πιθανών τρωτών σημείων που μπορούν να αξιοποιηθούν για την ανάπτυξη φαρμάκων.
5. Εξελικτική μηχανική :Οι ερευνητές χρησιμοποιούν τεχνικές εξελικτικής μηχανικής για να επιταχύνουν την εξέλιξη των βακτηρίων σε ελεγχόμενα εργαστηριακά περιβάλλοντα. Αυτό τους επιτρέπει να μελετούν και να επιλέξουν για συγκεκριμένα χαρακτηριστικά ή ιδιότητες αντοχής στα αντιβιοτικά, επιτρέποντας την ταυτοποίηση νέων στόχων φαρμάκων και μηχανισμών αντίστασης.
6. Μεταγονομική εξόρυξη :Η μεταγονιδιωματική αλληλουχία των περιβαλλοντικών δειγμάτων μπορεί να αποκαλύψει νέες αντιμικροβιακές ενώσεις που παράγονται από ανεπιθύμητα ή μη καλλιεργημένα βακτήρια. Με την ανάλυση των γονιδίων και των μεταβολικών οδών που σχετίζονται με αυτές τις ενώσεις, οι ερευνητές μπορούν να ξεκλειδώσουν τις δυνατότητες για νέα ανακάλυψη φαρμάκων.
Παραδείγματα επιτυχημένης ανάπτυξης φαρμάκων εμπνευσμένα από την βακτηριακή εξέλιξη περιλαμβάνουν την ανακάλυψη της teixobactin, ενός φυσικού αντιβιοτικού προϊόντος που προέρχεται από βακτήρια του εδάφους που στοχεύουν στο βακτηριακό κυτταρικό τοίχωμα και την ανάπτυξη των αντιβιοτικών ceftazidime, το οποίο σχεδιάστηκε με βάση τη μελέτη των βήτα-λακταμάσες, τα ένζυμα που παράγονται από τα βακτήρια για την αποικοδόμηση των αντιβιοτικών.
Συμπερασματικά, η μελέτη της βακτηριακής εξέλιξης στο πλαίσιο της αντοχής στα αντιβιοτικά όχι μόνο βοηθά στην καταπολέμηση του αυξανόμενου προβλήματος της αντοχής στα φάρμακα, αλλά και ως πηγή έμπνευσης και γνώσεων για την ανάπτυξη νέων και αποτελεσματικών αντιμικροβιακών παραγόντων.
