Forscher zeigen, wie Bakterien, sich anzupassen widerstehen, Behandlung mit Antibiotika

Forscher zeigen, wie Bakterien, sich anzupassen widerstehen, Behandlung mit Antibiotika

In einer gemeinsamen Zusammenarbeit, die Forscher aus Dänemark und der Schweiz haben gezeigt, dass Bakterien produzieren einen bestimmten stress-Molekül, teilen sich langsamer, und damit sparen Sie Energie, wenn Sie ausgesetzt sind, zu Antibiotika. Das neue wissen wird erwartet, bilden die Grundlage für die Entwicklung einer neuen Art von Antibiotika.

Alle frei lebenden Organismen sind ständig unter Druck, um zu überleben. Darwin nannte das „survival of the fittest“ und so beschrieben, wie man die am besten angepassten Arten würden die meisten Nachkommen und damit schließlich das propagieren selbst.

Dieser Grundsatz ist besonders prominent in der Welt der Mikroorganismen, wo frei lebende Bakterien Leben in einem ständigen Kampf um die meisten gut angepasst und damit diejenigen, die Kluft schnellsten in jedem gegebenen natürlichen Lebensraum. Aber wenn sich die Bakterien in der gleichen Zeit ausgesetzt sind, zu tödlichen Antibiotika, und dieser Kampf wird zu einer Frage der Abwägung, fitness, d.h. die Fähigkeit, sich schnell teilen, mit Toleranz gegenüber Antibiotika. Diese erstaunliche Anpassungsfähigkeit von Bakterien ist ein Faktor für den Schweregrad von Infektionskrankheiten beim Menschen, einschließlich Tuberkulose und schweren Infektion der Harnwege, für die die Krankheit Häufig wieder an die Oberfläche kommt, nachdem Behandlung beendet hat.

In einem neuen research-Papier, veröffentlicht in der high-impact Fachzeitschrift Molecular Cell, Forscher von der Universität Aarhus haben gemeinsam mit Experten von der Universität Kopenhagen und der technischen Universität ETH Züreiche in der Schweiz und unter die Lupe genommen wie die Bakterien verarbeiten diese schwierige Gratwanderung. Die Ergebnisse zeigen, dass Bakterien sehr schnell zu reduzieren Ihre rate der Zellteilung bei Einwirkung von Antibiotika, um die höchstmögliche Toleranz, aber schnell wieder zu wachsen anfangen, wenn die Stoffe entfernt werden, und fitness ist der wichtigste Faktor.

Bakterien, Energie zu sparen

Auf der molekularen Ebene, die die Forscher in der Gruppe des Asc. Prof. Ditlev Egeskov Brodersen von der Abteilung für Molekularbiologie und Genetik an der Universität Aarhus in der Lage gewesen, zu zeigen, dass die Wirkung wird vermittelt, indem ein Enzym in den Bakterien, in der Lage Einsparungen von bis molekulare Energie, die als Bestandteile der zellulären DNA, die verwendet werden können für schnelle nachwachsen, wenn die Antibiotika-Behandlung ist beendet. Wenn die Bakterien ausgesetzt sind Antibiotika, die Sie sofort beginnen den Abbau Substituenten der DNA (die so genannten Nukleotide), in kleinere Teile, die dann gespeichert werden, in der Zelle.

Die Forscher haben gezeigt, dass Bakterien produzieren einen bestimmten stress-Moleküls (p)ppGpp auf die Exposition gegenüber Antibiotika macht, dass das Enzym mehr aktiv. Dies bedeutet also, dass die Einsparung von Energie geschieht besonders schnell, wenn die Bakterien stress ausgesetzt sind. Mit einem erweiterten analytischen Verfahren namens Röntgen-Kristallographie, die Forscher in der Lage gewesen, zu erstellen Sie detaillierte 3D-Bilder des Enzyms, sowohl in Ihren normalen Zustand und bei der Bindung stress-Molekül. Die Ergebnisse überraschend zeigen, dass das Enzym öffnet, wenn das stress-Hormon vorhanden ist, und arbeitet somit wesentlich effizienter, da die Nukleotide können leichter Zugriff auf die aktive Seite, wo der Abbau stattfindet.

Es wird erwartet, dass die neuen Erkenntnisse über die molekulare basis für die Reaktion von Bakterien auf Antibiotika kann verwendet werden, um zu entwickeln, eine ganz neue Art von Antibiotika, die verhindern, dass Bakterien das speichern von Energie und damit die Anpassung an die Behandlung.