Η ερευνητική ομάδα ανακαλύπτει πώς να σαμποτάρει ανθεκτικά στα αντιβιοτικά «Superbugs»

Μια ομάδα με επικεφαλής τους ερευνητές στο Εθνικό Εργαστήριο Argonne του Υπουργείου Ενέργειας των ΗΠΑ (DOE) έχει αποκαλύψει έναν τρόπο να αποσυναρμολογήσει τους αμυντικούς μηχανισμούς των ανθεκτικών σε αντιβιοτικά "superbugs". Η ανακάλυψη της ομάδας θα μπορούσε να οδηγήσει σε νέα αντιβιοτικά που ξεπερνούν την αντίσταση, ενδεχομένως εξοικονομώντας εκατομμύρια ζωές.

Κάθε χρόνο, τουλάχιστον 2,8 εκατομμύρια Αμερικανοί λαμβάνουν ανθεκτική σε αντιβιοτικά λοίμωξη και ως αποτέλεσμα πάνω από 35.000 πεθαίνουν. Η αντίσταση στα αντιβιοτικά εμφανίζεται όταν τα βακτήρια και άλλα μικρόβια αναπτύσσουν την ικανότητα επιβίωσης της έκθεσης σε αντιβιοτικά. Μερικά από τα πιο σχετικά ανθεκτικά στα αντιβιοτικά βακτηρίδια-όπως ο ανθεκτικός στη μεθικιλλίνη Staphylococcus aureus (MRSA), που μπορούν να προκαλέσουν σοβαρές λοιμώξεις από το δερματικό και ανθεκτικά στην καρβαπενέμη Enterobacteriaceae (CRE), τα οποία μπορούν να προκαλέσουν σοβαρή πνευμονία και λοιμώξεις της ουρικής οδού-που είναι τόσο ανθεκτικές με ανθεκτικές σε καρβαπενέμ.

"Η αντίσταση στα αντιβιοτικά είναι μία από τις πιο σοβαρές απειλές για την παγκόσμια δημόσια υγεία", δήλωσε ο φυσικός Argonne Vitali Prakapenka. "Τα ευρήματά μας παρέχουν νέα ελπίδα για την ανάπτυξη πιο αποτελεσματικών αντιβιοτικών".

Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν μια τεχνική ακτίνων Χ που ονομάζεται σειριακή κρυσταλλογραφία femtosecond ή SFX, για να συλλάβουν στιγμιότυπα ενός ενζύμου, γνωστού ως βήτα-λακταμάσης, στην πράξη καταστροφής ενός αντιβιοτικού. Το SFX είναι μοναδικά κατάλληλο για να συλλάβει εικόνες ατομικού επιπέδου μορίων σε δράση.

"Πιάσαμε το ένζυμο στη μέση αντίδραση, η οποία μας επέτρεψε να εντοπίσουμε κρίσιμα βήματα στη διαδικασία καταστροφής των αντιβιοτικών", δήλωσε ο Prakapenka, ο οποίος ηγήθηκε της ερευνητικής ομάδας με επιστήμονες στο Κέντρο Νανοκάλματος, ένα γραφείο χρηστών DOE Office of Science User Facility. "Ανακαλύψαμε ότι το αντιβιοτικό θα μπορούσε πραγματικά να κολλήσει στην ενεργό θέση του ενζύμου, δημιουργώντας ένα είδος μοριακής κυκλοφορίας και σταματώντας την καταστροφική διαδικασία".

Με αυτή τη νέα γνώση, οι ερευνητές πιστεύουν ότι μπορεί να είναι δυνατή η ανάπτυξη αντιβιοτικών που έχουν σχεδιαστεί ειδικά για να κολλήσουν στην ενεργό θέση του ενζύμου, εμποδίζοντας έτσι την καταστροφή του αντιβιοτικού και τη θανάτωση των βακτηρίων.

Η ερευνητική ομάδα εργάζεται τώρα για την ανάπτυξη νέων αντιβιοτικών με βάση τα ευρήματά τους. Μελετούν επίσης άλλα ανθεκτικά στα αντιβιοτικά ένζυμα για τον εντοπισμό πρόσθετων τρωτών σημείων που θα μπορούσαν να αξιοποιηθούν για την ανάπτυξη νέων αντιβιοτικών.

"Η ελπίδα μας είναι ότι η έρευνά μας θα οδηγήσει στην ανάπτυξη νέων αντιβιοτικών που μπορούν να ξεπεράσουν την αντίσταση και να σώσουν ζωές", δήλωσε ο Prakapenka.

Η έρευνα χρηματοδοτήθηκε από το Γραφείο Επιστημών DOE και τα Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας.