Η μελέτη ρίχνει φως στο πώς το αντιβιοτικό «Velcro» σκοτώνει βακτηρίδια
Η αντίσταση στα αντιβιοτικά έχει αναδειχθεί ως παγκόσμια κρίση στον τομέα της υγείας, απαιτώντας την ανακάλυψη νέων αντιμικροβιακών παραγόντων. Εμπνευσμένο από τον περίπλοκο μηχανισμό προσκόλλησης του Velcro, οι ερευνητές έχουν αναπτύξει μια κατηγορία αντιβιοτικών που ονομάζεται "αντιβιοτικό velcro" που παρουσιάζει υποσχόμενη αποτελεσματικότητα βακτηριακής θανάτωσης. Παρά την αποτελεσματικότητά τους, οι ακριβείς μοριακοί μηχανισμοί με τους οποίους το αντιβιοτικό Velcro ασκεί τα αντιμικροβιακά του αποτελέσματα παραμένουν σε μεγάλο βαθμό άγνωστα. Αυτή η μελέτη στοχεύει στην αποκρυπτογράφηση της περίπλοκης αλληλεπίδρασης μεταξύ του αντιβιοτικού velcro και των βακτηριακών συστατικών, διευκρινίζοντας τον υποκείμενο μηχανισμό που είναι υπεύθυνος για την εξάλειψη των βακτηρίων.
Μέθοδοι:
Τα παράγωγα velcro αντιβιοτικών με ποικίλες δομικές τροποποιήσεις συντέθηκαν και χαρακτηρίστηκαν χρησιμοποιώντας υπερσύγχρονες αναλυτικές τεχνικές.
Διεξήχθησαν δοκιμασίες μικροβιακής ευαισθησίας σε μια ομάδα βακτηριακών στελεχών, συμπεριλαμβανομένων τόσο των θετικών Gram όσο και των αρνητικών Gram βακτηρίων, για τον προσδιορισμό της αντιβακτηριακής δραστικότητας ευρείας φάσματος του αντιβιοτικού Velcro.
Η μικροσκοπία ατομικής δύναμης (AFM) και η ηλεκτρονική μικροσκοπία μετάδοσης (TEM) χρησιμοποιήθηκαν για την απεικόνιση των μορφολογικών μεταβολών που επάγονται από το αντιβιοτικό Velcro σε βακτηριακές κυτταρικές επιφάνειες.
Η γονιδιακή έκφραση και η πρωτεϊνωματική ανάλυση διεξήχθησαν για τον προσδιορισμό των ειδικών βακτηριακών στόχων και των οδών που επηρεάζονται από τη θεραπεία με αντιβιοτικά Velcro.
Αποτελέσματα:
Τα αντιβιοτικά παράγωγα Velcro κατέδειξαν ισχυρή βακτηριοκτόνο δράση έναντι ενός ευρέος φάσματος βακτηρίων, με αυξημένη αποτελεσματικότητα σε σύγκριση με τα συμβατικά αντιβιοτικά.
Οι εικόνες AFM και TEM αποκάλυψαν ξεχωριστές επιφανειακές παραμορφώσεις και διαταραχές μεμβράνης σε βακτήρια που εκτίθενται σε αντιβιοτικό velcro, ενδεικτικό της ουσιαστικής βλάβης στην κυτταρική ακεραιότητα.
Η γονιδιακή έκφραση και οι πρωτεϊνωματικές μελέτες παρουσίασαν την καθοδική ρύθμιση των βασικών βακτηριακών γονιδίων που εμπλέκονται στη σύνθεση των κυτταρικών τοιχωμάτων, στην αντιγραφή του DNA και στην παραγωγή ενέργειας, γεγονός που υποδηλώνει πολλαπλούς στόχους για το velcro αντιβιοτικών.
Επιπλέον, το μεταβολικό προφίλ υπογράμμισε τη διάσπαση των κρίσιμων μεταβολικών οδών, συμβιβάζοντας τη βακτηριακή βιωσιμότητα και την επιβίωση.
Σύναψη:
Τα ευρήματά μας φωτίζουν τον πολύπλευρο αντιμικροβιακό μηχανισμό του αντιβιοτικού Velcro, υπογραμμίζοντας την ικανότητά του να επιτίθεται ταυτόχρονα σε πολλαπλούς κυτταρικούς στόχους και οδούς στα βακτήρια. Αυτή η ολοκληρωμένη κατανόηση των μοριακών αλληλεπιδράσεων μεταξύ του αντιβιοτικού Velcro και των βακτηριακών συστατικών όχι μόνο ενισχύει τις γνώσεις μας για τους αντιμικροβιακούς μηχανισμούς αλλά και για τους δρόμους για το σχεδιασμό πιο ισχυρής και στοχευμένης αντιβιοτικής για την καταπολέμηση της συνεχιζόμενης απειλής της αντοχής στα αντιβιοτικά.
