Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Choć naukowcy od dawna wiedzieli, że wiele bakterii wytwarza siarkowodór, jednak dotąd myśleli, że stanowi on produkt uboczny aktywności komórkowej. Teraz okazało się, że H2S odkrywa ważną rolę w ochronie bakterii przed wpływem antybiotyków.

Dr Evgeny Nudler z NYU School of Medicine wykazał, że siarkowodór działa jako ogólny mechanizm obronny przeciw stresowi oksydacyjnemu, za którego pośrednictwem sporo antybiotyków zabija bakterie. Hamując opisany mechanizm, można by zwiększać wrażliwość mikrobów na niższe stężenia leków, a nawet odwracać lekooporność różnych ludzkich patogenów, w tym gronkowców (stafylokoków), pałeczek okrężnicy (E. coli) czy z rodzaju Pseudomonas.

Zaskakująco mało wiemy o biochemii i fizjologii H2S u pospolitych bakterii. To ekscytujące, że nasze badania mogą potencjalnie wpłynąć na rozwiązanie narastającego problemu antybiotykooporności. Sugerują bowiem nowe koncepcyjnie podejście - terapię adiuwantową, czyli mówiąc prościej, leczenie skojarzone. Obierałoby ono na cel gazy bakteryjne.

Amerykanie zauważyli, że bakterie wytwarzające zarówno siarkowodór, jak i tlenek azotu(II), np. laseczki wąglika, nie przeżyją bez obu tych gazów (nawet w normalnych warunkach wzrostu). Gazy mogą się zastępować, wypełniać lukę po wyeliminowaniu drugiego składnika tandemu, ale przynajmniej jeden z nich musi być obecny.

W poprzednim studium z 2009 r., które również ukazało się w Science, zespół doktora Nudlera wykazał, że NO chroni bakterie przed antybiotykami w podobny sposób co H2S.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      W budownictwie od dawna wykorzystuje się materiały pochodzenia biologicznego, np. drewno. Gdy się ich używa, nie są już jednak żywe. A gdyby tak stworzyć żyjący budulec, który jest w stanie się rozrastać, a przy okazji ma mniejszy ślad węglowy? Naukowcy nie poprzestali na zadawaniu pytań i zabrali się do pracy, dzięki czemu uzyskali beton i cegły z bakteriami.
      Zespół z Uniwersytetu Kolorado w Boulder podkreśla, że skoro udało się utrzymać przy życiu pewną część bakterii, żyjące, i to dosłownie, budynki nie są wcale tylko i wyłącznie pieśnią przyszłości.
      Pewnego dnia takie struktury będą mogły, na przykład, same zasklepiać pęknięcia, usuwać z powietrza niebezpieczne toksyny, a nawet świecić w wybranym czasie.
      Na razie technologia znajduje się w powijakach, ale niewykluczone, że kiedyś żyjące materiały poprawią wydajność i ekologiczność produkcji materiałów budowlanych, a także pozwolą im wyczuwać i wchodzić w interakcje ze środowiskiem - podkreśla Chelsea Heveran.
      Jak dodaje Wil Srubar, obecnie wytworzenie cementu i betonu do konstruowania dróg, mostów, drapaczy chmur itp. generuje blisko 6% rocznej światowej emisji dwutlenku węgla.
      Wg Srubara, rozwiązaniem jest "zatrudnienie" bakterii. Amerykanie eksperymentowali z sinicami z rodzaju Synechococcus. W odpowiednich warunkach pochłaniają one CO2, który wspomaga ich wzrost, i wytwarzają węglan wapnia (CaCO3).
      Naukowcy wyjaśnili, w jaki sposób uzyskali LBMs (od ang. living building material, czyli żyjący materiał), na łamach pisma Matter. Na początku szczepili piasek żelatyną, pożywkami oraz bakteriami Synechococcus sp. PCC 7002. Wybrali właśnie żelatynę, bo temperatura jej topnienia i przejścia żelu w zol wynosi ok. 37°C, co oznacza, że jest kompatybilna z temperaturami, w jakich sinice mogą przeżyć. Poza tym, schnąc, żelatynowe rusztowania wzmacniają się na drodze sieciowania fizycznego. LBM trzeba schłodzić, by mogła się wytworzyć trójwymiarowa hydrożelowa sieć, wzmocniona biogenicznym CaCO3.
      Przypomina to nieco robienie chrupiących ryżowych słodyczy, gdy pianki marshmallow usztywnia się, dodając twarde drobinki.
      Akademicy stworzyli łuki, kostki o wymiarach 50x50x50 mm, które były w stanie utrzymać ciężar dorosłej osoby, i cegły wielkości pudełka po butach. Wszystkie były na początku zielone (sinice to fotosyntetyzujące bakterie), ale stopniowo brązowiały w miarę wysychania.
      Ich plusem, poza wspomnianym wcześniej wychwytem CO2, jest zdolność do regeneracji. Kiedy przetniemy cegłę na pół i uzupełnimy składniki odżywcze, piasek, żelatynę oraz ciepłą wodę, bakterie z oryginalnej części wrosną w dodany materiał. W ten sposób z każdej połówki odrośnie cała cegła.
      Wyliczenia pokazały, że w przypadku cegieł po 30 dniach żywotność zachowało 9-14% kolonii bakteryjnych. Gdy bakterie dodawano do betonu, by uzyskać samonaprawiające się materiały, wskaźnik przeżywalności wynosił poniżej 1%.
      Wiemy, że bakterie rosną w tempie wykładniczym. To coś innego niż, na przykład, drukowanie bloku w 3D lub formowanie cegły. Gdybyśmy mogli uzyskiwać nasze materiały [budowlane] na drodze biologicznej, również bylibyśmy w stanie produkować je w skali wykładniczej.
      Kolejnym krokiem ekipy jest analiza potencjalnych zastosowań platformy materiałowej. Można by dodawać bakterie o różnych właściwościach i uzyskiwać nowe materiały z funkcjami biologicznymi, np. wyczuwające i reagujące na toksyny w powietrzu.
      Budowanie w miejscach, gdzie zasoby są mocno ograniczone, np. na pustyni czy nawet na innej planecie, np. na Marsie? Czemu nie. W surowych środowiskach LBM będą się sprawować szczególnie dobrze, ponieważ do wzrostu wykorzystują światło słoneczne i potrzebują bardzo mało materiałów egzogennych. [...] Na Marsa nie zabierzemy ze sobą worka cementu. Kiedy wreszcie się tam wyprawimy, myślę, że naprawdę postawimy na biologię.
      Badania sfinansowała DARPA (Agencja Badawcza Zaawansowanych Projektów Obronnych).

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Lekooporność staje się coraz poważniejszym problemem. Powodujące zakażenia szpitalne pałeczki okrężnicy (Escherichia coli) i pałeczki zapalenia płuc (Klebsiella pneumoniae) stały się oporne na większość antybiotyków. Brakuje nowych substancji, które wykazywałyby aktywność wobec zabezpieczonych zewnętrzną błoną komórkową bakterii Gram-ujemnych. Ostatnio jednak międzynarodowy zespół odkrył peptyd, który atakuje takie bakterie od niespodziewanej strony.
      Od lat 60. naukowcom nie udało się opracować nowej klasy antybiotyków skutecznych w walce z bakteriami Gram-ujemnymi, teraz jednak, z pomocą nowego peptydu, może się to udać - podkreśla prof. Till Schäberle z Uniwersytetu Justusa Liebiga w Gießen.
      Zespół prof. Kim Lewis z Northwestern University skupił się na bakteryjnych symbiontach (Photorhabdus) entomopatogenicznych nicieni. W ten sposób zidentyfikowano nowy antybiotyk - darobaktynę (ang. darobactin).
      Jak napisał w przesłanym nam mailu prof. Schäberle, początkowo darobaktynę wyizolowano z P. temperata HGB1456. Po zidentyfikowaniu genów kodujących biosyntezę, naukowcy zdali sobie jednak sprawę, że do grupy potencjalnych producentów należy zaliczyć o wiele więcej szczepów [Photorhabdus – red.].
      Substancja nie wykazuje cytotoksyczności, a to warunek konieczny dla antybiotyku. Zyskaliśmy już wgląd, w jaki sposób bakteria syntetyzuje tę cząsteczkę. Obecnie pracujemy [...] nad zwiększeniem jej produkcji [w warunkach laboratoryjnych jest ona niewielka] i nad stworzeniem analogów.
      Naukowcy wykazali, że darobaktyna wiąże się z białkiem BamA (ang. β-Barrel assembly machinery protein A), które odgrywa krytyczną rolę w biogenezie białek zewnętrznej błony komórkowej. Powstawanie funkcjonalnej zewnętrznej błony zostaje zaburzone i bakterie giną. Należy odnotować, że nieznany wcześniej słaby punkt jest zlokalizowany na zewnątrz, dzięki czemu pozostaje łatwo dostępny.
      Autorzy artykułu z pisma Nature podkreślają, że darobaktyna dawała świetne efekty w przypadku zakażeń wywoływanych zarówno przez dzikie, jak i antybiotykooporne szczepy E. coli, K. pneumoniae i pałeczki ropy błękitnej (Pseudomonas aeruginosa).
      Zespół uważa, że uzyskane wyniki sugerują, że bakteryjne symbionty zwierząt zawierają antybiotyki, które doskonale nadają się do rozwijania terapeutyków.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Antybiotykooporność to jeden z największych problemów, z którymi przychodzi właśnie mierzyć się ludzkości. Już w tej chwili na terenie Unii Europejskiej każdego roku z powodu antybiotykooporności umiera 25 000 osób. Jeśli nie poradzimy sobie z tym problemem, to w roku 2050 na całym świecie będzie umierało 10 milionów osób rocznie z powodu oporności bakterii na stosowane antybiotyki.
      Tym bardziej należy cieszyć się, że powstał nowy środek chemiczny, który skutecznie identyfikuje i zabija antybiotykooporne superbakterie Gram-ujemne. Jest on dziełem doktorantki Kirsty Smitten, a prace nad nim prowadzą naukowcy z University of Sheffield i Rutheford Appleton Laboratory.
      Bakterie Gram-ujemne, a należy do nich np. E. coli, są odpowiedzialne za wiele niebezpiecznych infekcji, w tym zapalenie płuc, infekcje układu moczowego czy krwionośnego. Bardzo trudno się je zwalcza, gdyż środki chemiczne mają problem z przeniknięciem ściany komórkowej bakterii. Od 50 lat nie pojawiła się żadna nowa metoda zwalczania bakterii Gram-ujemnych, a ostatni lek, który potencjalnie mógłby je zwalczać, wszedł w fazę testów klinicznych w 2010 roku.
      Nowy związek chemiczny ma kilka istotnych cech. Wykazuje luminescencję, co oznacza, że można śledzić sposób, w jaki działa na bakterie. To zaś umożliwia prace nad nowymi terapiami.
      Dotychczasowe badania wskazują, że wspomniany związek działa na kilka różnych sposobów, co powoduje, że bakteriom trudno będzie wyrobić oporność. Na razie testowany był na mikroorganizmach opornych na jeden rodzaj antybiotyków. W najbliższym czasie rozpoczną się testy na bakteriach wielolekoopornych.
      Niedawno Światowa Organizacja Zdrowia opublikowała raport, w którym wymieniała kilkanaście Gram-ujemnych bakterii jako jedne z największych zagrożeń dla ludzi i stwierdziła, że znalezienie środków je zwalczających jest priorytetem, gdyż bakterie te powodują choroby o wysokiej śmiertelności, bardzo szybko ewoluuje u nich antybiotykooporność, a zakażeniami często dochodzi w szpitalach.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      W jednym z ostatnich dziewiczych miejsc na Ziemi - w zatoczce Kongsfjorden na zachodnim wybrzeżu Spitsbergenu - w glebie odkryto gen wielolekooporności blaNDM-1. Naukowcy sądzą, że dostał się tam z odchodami migrujących ptaków czy ludzi.
      Pierwotnie blaNDM-1 występował u szczepów pałeczki zapalenia płuc (Klebsiella pneumoniae) i pałeczki okrężnicy (Escherichia coli) w Indiach i Pakistanie. Do Europy przywiózł go hospitalizowany w Nowym Delhi pacjent, który podczas pobytu w południowej Azji został zasiedlony K. pneumoniae i E. coli z tym genem (stąd litery ND w nazwie). Wspomniany gen jest przenoszony horyzontalnie. Koduje metalo-β-laktamazę typu NDM-1, która warunkuje oporność na prawie wszystkie dostępne obecnie antybiotyki, zwłaszcza antybiotyki beta-laktamowe, fluorochinolony i aminoglikozydy.
      Regiony polarne są ostatnimi dziewiczymi ekosystemami na Ziemi. Zapewniają platformę do charakteryzowania oporności z ery przedantybiotykowej, w zestawieniu z którą możemy rozpoznawać tempo rozwoju skażenia lekoopornością - wyjaśnia prof. David Graham z Uniwersytetu w Newcastle, który poświęcił 15 lat na badanie środowiskowej transmisji antybiotykooporności na świecie.
      Mniej niż 3 lata od pierwszego wykrycia blaNDM-1 w wodach powierzchniowych miejskich Indii znajdujemy go w oddalonym o tysiące kilometrów regionie o minimalnym wpływie antropogenicznym.
      Profesor dowodzi, że to pokazuje, że rozwiązania problemu lekooporności muszą być postrzegane w kategoriach raczej globalnych niż lokalnych.
      Szczepy z genem blaNDM-1 zostały wykryte w warunkach klinicznych w 2008 r., a w 2010 r. już w wodach powierzchniowych Delhi. Od tej pory gen lekooporności wykryto w 100 krajach; pojawiły się też jego nowe warianty.
      Obecnie istnieje zaledwie garstka antybiotyków, które działają na bakterie oporne na karbapenemy. Światowe rozprzestrzenienie blaNDM-1 oraz pokrewnych genów lekooporności stanowi więc olbrzymi problem.
      Przez nadużywanie antybiotyków, wyciek fekaliów i skażenie wody pitnej przyspieszyliśmy tempo, w jakim superpatogeny mogą ewoluować.
      W ramach najnowszego badania, którego wyniki ukazały się w piśmie Environmental International, naukowcy z Wielkiej Brytanii, USA i Chin analizowali DNA wyekstrahowane z 40 rdzeni glebowych z 8 lokalizacji w zatoczce Kongsfjorden. W sumie wykryto 131 genów lekooporności (ang. Antibiotic-Resistant Genes, ARGs).
      Wykryte geny lekooporności wiązały się z 9 głównymi klasami antybiotyków, w tym z aminoglikozydami, makrolidami i β-laktamami, stosowanymi w terapii wielu różnych infekcji. We wszystkich rdzeniach znaleziono np. gen odpowiadający za wielolekooporność w gruźlicy, a blaNDM-1 występował w 60% rdzeni - opowiada Graham.
      Gradient ARG w badanym krajobrazie, który zmienia się jako funkcja ludzkiego i zwierzęcego wpływu, pokazuje, że nadal istnieją izolowane lokalizacje polarne, gdzie poziom ARG jest tak niski, że może stanowić punkt odniesienia do porównań oporności mikroorganizmów - dodaje dr Clare McCann.
      McCann uważa, że jedynym sposobem na wygranie walki jest odkrycie wszystkich szlaków prowadzących do lekooporności. Oczywiście, kluczowa jest poprawa kontroli stosowania antybiotyków w medycynie i rolnictwie, ale zrozumienie, jak zachodzi transmisja przez wodę i glebę, także ma krytyczne znaczenie. Sądzimy, że ważnym krokiem jest lepsze zarządzanie odpadami i jakością wody w skali globalnej.
       


      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Podczas syntezy grafenu wykorzystuje się proces chemicznej redukcji tlenku grafenu (GO). Wymaga on wystawienia GO na działanie hydrazyny. Ten sposób produkcji ma jednak poważne wady, które czynią jego skalowanie bardzo trudnym. Opary hydrazyny są bowiem niezwykle toksyczne, zatem produkcja na skalę przemysłową byłaby niebezpieczna zarówno dla ludzi jak i dla środowiska naturalnego.
      Naukowcy z japońskiego Uniwersytetu Technologicznego Toyohashi zaprezentowali bezpieczne, przyjazne dla środowiska rozwiązanie problemu. Zainspirowały ich wcześniejsze badania wskazujące, że tlenek grafenu może działać na bakterie jak akceptor elektronów. Wskazuje to, że bakterie w procesie oddychania lub transportu elektronów mogą redukować GO.
      Japońscy uczeni wykorzystali mikroorganizmy żyjące na brzegach pobliskiej rzeki. Badania przeprowadzone przy wykorzystaniu zjawiska Ramana wykazały, że obecność bakterii rzeczywiście doprowadziła do zredukowania tlenku grafenu. Zdaniem Japończyków pozwala to na opracowanie taniej, bezpiecznej i łatwo skalowalnej przemysłowej metody produkcji grafenu o wysokiej jakości.
×
×
  • Create New...