Πώς τα κύτταρα υπερασπίζονται τον εαυτό τους ενάντια στα αντιβιοτικά και τους κυτταρικούς παράγοντες
1.Efflux Αντλίες:Πολλά βακτήρια διαθέτουν αντλίες εκροής, οι οποίες είναι πρωτεΐνες που συνδέονται με τη μεμβράνη που μεταφέρουν ενεργά αντιβιοτικά και άλλες επιβλαβείς ουσίες από το κύτταρο. Αυτές οι αντλίες μπορούν να αναγνωρίσουν και να εκδιώξουν ένα ευρύ φάσμα αντιβιοτικών, μειώνοντας την ενδοκυτταρική τους συγκέντρωση και περιορίζοντας την αποτελεσματικότητά τους.
2. Αλλοδαποποίηση στόχων φαρμάκων:Ορισμένα κύτταρα μπορούν να τροποποιήσουν τις θέσεις προορισμού των αντιβιοτικών και των κυτταρικών παραγόντων, καθιστώντας τους λιγότερο αποτελεσματικούς. Για παράδειγμα, τα βακτήρια μπορούν να παράγουν ένζυμα που τροποποιούν τη δομή των αντιβιοτικών, καθιστώντας τα ανενεργά ή λιγότερο ισχυρά. Παρομοίως, τα καρκινικά κύτταρα μπορούν να μεταβάλλουν την έκφραση ή τη δομή των πρωτεϊνών που στοχεύουν από κυτταροστατικούς παράγοντες, μειώνοντας την ευαισθησία τους στη θεραπεία.
3. Μειωμένη πρόσληψη φαρμάκου:Τα κύτταρα μπορούν να μειώσουν την πρόσληψη αντιβιοτικών και κυτταροστατικών παραγόντων μειώνοντας τη διαπερατότητα των κυτταρικών μεμβρανών τους ή μεταβάλλοντας την έκφραση των πρωτεϊνών μεταφοράς. Αυτό περιορίζει την ποσότητα του φαρμάκου που μπορεί να εισέλθει στο κελί, καθιστώντας το λιγότερο αποτελεσματικό.
4. Μηχανισμοί επισκευής DNA:Τα κύτταρα διαθέτουν μηχανισμούς επισκευής DNA που μπορούν να αντιστρέψουν τη βλάβη που προκαλούνται από αντιβιοτικά και κυτταροστατικούς παράγοντες. Αυτοί οι μηχανισμοί περιλαμβάνουν ένζυμα επισκευής DNA, όπως η επισκευή εκτομής βάσης (BER), η επισκευή εκτομής νουκλεοτιδίων (NER) και ο ομόλογος ανασυνδυασμός (HR), οι οποίοι μπορούν να αποκαταστήσουν τη βλάβη του DNA και να επαναφέρουν τη βιωσιμότητα των κυττάρων.
5. Σχηματισμός Biofilm:Τα βακτήρια μπορούν να σχηματίσουν βιοφίλμ, τα οποία είναι κοινότητες κυττάρων που προσκολλώνται σε επιφάνειες και περιβάλλονται από προστατευτική μήτρα εξωκυτταρικού υλικού. Τα βιοφίλμ μπορούν να περιορίσουν τη διείσδυση των αντιβιοτικών και των κυτταροστατικών παραγόντων, καθιστώντας πιο δύσκολο για τα φάρμακα αυτά να φτάσουν και να εξαλείψουν τα βακτηριακά κύτταρα.
6. Sensing Quorum:Ορισμένα βακτήρια χρησιμοποιούν την ανίχνευση απαρτίας για να συντονίσουν τις αποκρίσεις τους στις περιβαλλοντικές αλλαγές, συμπεριλαμβανομένης της παρουσίας αντιβιοτικών. Όταν ο βακτηριακός πληθυσμός φτάσει σε μια ορισμένη πυκνότητα, παράγουν και απελευθερώνουν μόρια σηματοδότησης που ονομάζονται αυτοεπιστημών. Αυτά τα μόρια προκαλούν διάφορες κυτταρικές αποκρίσεις, συμπεριλαμβανομένης της ενεργοποίησης αντλιών εκροής ή της μείωσης των μεταφορέων φαρμάκων, ενισχύοντας την αντίσταση τους στα αντιβιοτικά.
7. Μεταφορά γονιδίων:Τα βακτήρια μπορούν να αποκτήσουν γονίδια αντίστασης από άλλα βακτήρια μέσω οριζόντιων μηχανισμών μεταφοράς γονιδίων, όπως η σύζευξη, ο μετασχηματισμός και η μεταγωγή. Αυτά τα γονίδια μπορούν να κωδικοποιούν αντλίες εκροής, ένζυμα που τροποποιούν τους στόχους φαρμάκων ή άλλους μηχανισμούς αντίστασης, επιτρέποντας στα βακτήρια να εξαπλώνουν και να διατηρούν την αντίσταση στα αντιβιοτικά μέσα στους πληθυσμούς.
Συνολικά, τα κύτταρα χρησιμοποιούν πολλαπλούς αμυντικούς μηχανισμούς για να προστατευθούν από τα αντιβιοτικά και τους κυτταροστατικούς παράγοντες. Η κατανόηση αυτών των μηχανισμών είναι απαραίτητη για την ανάπτυξη στρατηγικών για την αντιμετώπιση της αντίστασης και τη βελτίωση της αποτελεσματικότητας των αντιμικροβιακών και αντικαρκινικών θεραπειών.
