Battle royale: Wie Bakterien mit Antibiotika bekämpfen und die ante in der chemischen Kriegsführung

Battle royale: Wie Bakterien mit Antibiotika bekämpfen und die ante in der chemischen Kriegsführung

Unzureichende Entwicklung von neuen Antibiotika und der steigenden Preise von Widerstand von Bakterien zu vorhandenen Antibiotika sind die dualen Kräfte drängt die Welt immer näher an eine post-Antibiotika-ära.

Es wurde eine über 80-jährige Krieg, die Schlacht ist aufgeschlagen, die durch Bakterien, die gegen die Chemische Kriegsführung entwickelt, um knock-out-Infektionen—und das an mehreren Fronten, Bakterien die Oberhand gewonnen. Trotz Ihrer mikroskopischen Größe und das fehlen des Gehirns, Sie wissen, wie zu gewinnen, die den Widerstandskrieg.

Ein team von Forscher am Weill Cornell-Medizin in New York und des MRC Zentrum für Molekulare Bakteriologie und Infektions am Imperial College London, hat in Angriff genommen, wie Bakterien wurde beständig in den ersten Platz. Sie dekonstruiert bakterielle genetische Strategien und andere überlebensstrategien, die Sie postulieren kann ebnen den Weg für neue Arten von Antibiotika während des Speicherns viele der bestehenden.

Schreiben in Science Translational Medicine, dres. Sarah Schrader, Julien Vaubourgeix, und Carl Nathan Malte ein Porträt, das ist schrecklich—und doch ermutigend—wie Sie entzaubert Antibiotika-Resistenz und definiert, wie Bakterien erwerben die Fähigkeit zu vereiteln, was vorher war tödlich.

Der Schlüssel zu Ihrer Analyse Licht auf die Feinheiten der Antibiotikaresistenz. Sie unterscheidet zwischen erblichen Widerstand—der Erwerb von Genen, die Resistenz, und ein anderer Typ namens phänotypischen Antibiotikaresistenzen. Letzteres bezieht sich auf eine reversible form von Resistenzen, die nicht auf Gene.

Drug-Resistenz, sagen die Autoren, ist eine von mehreren Schutzmaßnahmen gegen Infektionskrankheiten auf dem Rückzug. „Zusätzlich zu unserem Immunsystem, unserer wichtigsten Abwehrmechanismen gegen Infektionskrankheiten sind Antibiotika, Impfungen, Hygiene, Trinkwasser -, Ton-Ernährung und der öffentlichen Gesundheit Infrastruktur. Alle diese sind nicht die in verschiedenen teilen der Welt,“ schrieb Sie.

„Ein Schlüssel Verteidigung, der Einsatz von Antibiotika ist zu Versagen beginnt weltweit aufgrund der Zunahme von Antibiotika-Resistenzen, die zu untergraben droht die Praxis der Medizin,“ Sie Hinzugefügt.

Nirgendwo in der Infektions-Krankheiten hat der Kampf gegen den Widerstand war mehr als hartnäckig im ständigen Kampf gegen die Tuberkulose, die hat sich zu einem multi-Droge-beständige Geißel in vielen teilen der Welt trotz Verbesserungen in der medikamentösen Therapien und Medikation, compliance-Programme. Phänotypische Antibiotikaresistenz wurde ein problem mit der TB.

Phänotypische Antibiotikaresistenz kann sich unter einer Vielzahl von Umständen ab, und kann manchmal schwierig sein zu unterscheiden von genetisch bedingten Widerstand. Zum Beispiel, phänotypische Resistenz entstehen kann stochastisch, d.h. es entwickelt sich nach dem Zufallsprinzip und hat eine zufällige Verteilung Muster.

Mikrobiologen beziehen sich auch auf diese Art von Widerstand als „die spontane Persistenz“ und „stochastic switching“. Aber es gibt auch andere Ursachen der phänotypischen Resistenz, welche zusätzlich entstehen können aus bakteriellen Exposition auf die Bedingungen der veränderten Umgebungen, wie Sauerstoffmangel, übersäuerung, oxidativen stress, host-Immunantworten und subletalen Konzentrationen von Antibiotika. Wie es sich herausstellt, phänotypische Antibiotika-Resistenz ist häufiger als genetische Resistenz.

Die neue Analyse von Schrader und Ihre Kollegen deckt die Jahre gesammelten Daten über die Nuancen der Medikamentenresistenz, ein Phänomen, das erwies sich als tödlich für unzählige Patienten auf der ganzen Welt.

„Verhindern, dass Todesfälle durch Antibiotikaresistenzen benötigen Nutzung entstehende wissen nicht nur über die genetische Antibiotikaresistenzen verliehen durch horizontalen Gentransfer oder die de-novo-Mutationen, aber auch über die phänotypischen Resistenzen gegen antimikrobielle Wirkstoffe, die nicht stabil vererbbare Grundlage,“ Schrader schrieb.

Doch haben Sie und Ihre Kollegen sind nicht die ersten, die einen alarm über Antibiotika-Resistenz und Sie wird sicherlich nicht der Letzte.

Im Jahr 2018, die Welt-Gesundheits-Organisation erklärt Antibiotika-Resistenzen eine der größten Bedrohungen für die Globale Gesundheit, Lebensmittel-Sicherheit und der Entwicklung heute. Eine wachsende Zahl von Infektionen, wie Lungenentzündung, Tuberkulose, Gonorrhoe und Salmonellose sind zunehmend schwierig zu behandeln, weil beständig Fehler gemacht haben Antibiotika weniger effektiv, Agentur Beamten sagten.

Etwa ein Jahr nach diesem Bericht, DER veröffentlicht anderen. Im Jahr 2019, die Agentur forderte „die sofortige, koordinierte und ambitionierte Maßnahmen“ zur Abwehr einer möglicherweise verheerenden Droge-Widerstand-Krise. Es sei denn, das Problem wird angesprochen -, Drogen-resistente Krankheiten verursachen könnten 10 Millionen Todesfälle pro Jahr, bis 2050 die Agentur vorhergesagt.

Derzeit sind schätzungsweise 700.000 Menschen sterben jedes Jahr aufgrund von Resistenzen, nach WHO-Schätzungen, die auch als 230 000, die sterben von multi-drug-resistenten Tuberkulose.

Aber in Ihren langen Analyse, Schrader und Ihr team darauf bestehen, dass neue Einblicke in die Biologie von Resistenzen sowie technologische Fortschritte, die in der Entwicklung sind, können helfen, die medizinische Gemeinschaft „verlorenen Boden zurückzuerobern.“

Das entscheidende Merkmal der Resistenz ist die Fähigkeit einer bakteriellen population zu wachsen in der Gegenwart von Antibiotika. Wird unempfindlich gegen die Drogen hat im wesentlichen blätterte das Skript auf Menschen, die kurz dachte vor 80 Jahren, die Sie erobert hatten Bakterien durch die Verwendung von chemischer Kriegsführung. Aber die Geschichte von Resistenzen ist lang und gefährlich, sagen einige Wissenschaftler.

Phänotypische Antibiotikaresistenz, dem wichtigsten Schub der Schrader-Bericht, ist nicht ein neuer Begriff, und ist oft gesehen, in der wissenschaftlichen Literatur als synonym für phänotypische Toleranz, die Schrader und Ihr team sagen, war ein Begriff, dominierte für viele Jahre nach seiner Markteinführung im Jahr 1986. Allerdings haben diese beiden Begriffe wurden voranzustellen sind die Worte „persisters“, die stammt aus 1944, nicht lange nach penicillin erwies sich als ein globales Wundermittel.

Niemand war besser vertraut mit persisters—Bakterien, die nicht sterben, trotz der hohen Konzentrationen an Antibiotika-Exposition—als der britische Arzt und Mikrobiologen Alexander Fleming, Entdecker des Penicillins. „Es ist nicht schwer zu machen Mikroben resistent gegen penicillin im Labor, und die gleiche Sache hat gelegentlich passiert im Körper“, sagte Fleming 1945, als er den Nobelpreis, den er gemeinsam mit zwei anderen britischen penicillin Wissenschaftler, Howard Florey und Ernst Chain. Obwohl Fleming war sich bewusst, dass Widerstand möglich war, hatte er keine Ahnung, dass es wäre eine enorme medizinische eigenes problem.

„Abzuschneiden genetische Antibiotikaresistenzen auf seine Wurzeln, die wir brauchen, um zu verstehen, phänotypischen Antibiotikaresistenzen, die häufiger als genetische,“ Schrader schrieb. „Die Behauptung, dass die phänotypische Resistenz ist häufiger als genetische gerechtfertigt ist klinisch durch die Prävalenz von phänotypisch resistenter Bakterien in Biofilmen und die Anwesenheit von Biofilmen in vielen klinischen Einstellungen.“