Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Nowo poznany antybiotyk - darobaktyna - atakuje Gram-ujemne bakterie od niespodziewanej strony

Recommended Posts

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

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

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Wykorzystywana w średniowieczu mikstura - balsam oczny Balda (ang. Bald's eyesalve) - może znaleźć zastosowanie we współczesnej terapii. Naukowcy z Uniwersytetu w Warwick wykazali, że jest on skuteczny wobec szeregu patogenów Gram-dodatnich i Gram-ujemnych w hodowlach planktonowych, a także wobec 5 bakterii hodowanych w formie biofilmu.
      Bald's eyesalve opisano w staroangielskim (IX-w.) podręczniku medycznym Bald's Leechbook (zwanym także Medicinale Anglicum). Miksturę stosowano na jęczmień - torbielowatą infekcję powieki. Przyrządzano ją z czosnku, dodatkowej rośliny z rodzaju Allium (czosnek), np. cebuli lub pora, wina i krowich kwasów żółciowych. Zgodnie z recepturą, po zmieszaniu, a przed użyciem składniki muszą stać przez 9 nocy w mosiężnym naczyniu.
      Pięć lat temu naukowcy z Uniwersytetu w Nottingham wykorzystali Bald's eyesalve do walki z metycylinoopornym gronkowcem złocistym (MRSA). Opierając się na ich badaniach, zespół z Warwick ustalił, że Bald's eyesalve wykazuje obiecujące działanie antybakteryjne i tylko w niewielkim stopniu szkodzi ludzkim komórkom.
      Mikstura była skuteczna przeciw szeregowi bakterii Gram-dodatnich i Gram-ujemnych w hodowlach planktonowych. Aktywność utrzymywała się także przeciwko 5 bakteriom hodowanym w postaci biofilmu: 1) Acinetobacter baumannii, 2) Stenotrophomonas maltophilia, 3) gronkowcowi złocistemu (Staphylococcus aureus), 4) Staphylococcus epidermidis i 5) Streptococcus pyogenes.
      Bakterie te można znaleźć w biofilmach infekujących cukrzycowe owrzodzenie stopy (tutaj zaś, jak wiadomo, sporym problemem może być lekooporność).
      Jak wyjaśniają naukowcy, w skład balsamu ocznego Balda wchodzi czosnek, a ten zawiera allicynę (fitoncyd o działaniu bakteriobójczym). W ten sposób można by wyjaśnić aktywność mikstury wobec hodowli planktonowych. Sam czosnek nie wykazuje jednak aktywności wobec biofilmów, dlatego antybiofilmowego działania Bald's eyesalve nie da się przypisać pojedynczemu składnikowi. By osiągnąć pełną aktywność, konieczne jest ich połączenie.
      Wykazaliśmy, że średniowieczna mikstura przygotowywana z cebuli, wina i kwasów żółciowych może zabić całą gamę problematycznych bakterii, hodowanych zarówno w formie planktonowej, jak i biofilmu. Ponieważ mikstura nie powoduje większych uszkodzeń ludzkich komórek i nie szkodzi myszom, potencjalnie moglibyśmy opracować z tego środka bezpieczny i skuteczny lek antybakteryjny - podkreśla dr Freya Harrison.
      Większość wykorzystywanych współcześnie antybiotyków pochodzi od naturalnych substancji, ale nasze badania unaoczniają, że pod kątem terapii zakażeń związanych z biofilmem należy eksplorować nie tylko pojedyncze związki, ale i mieszaniny naturalnych produktów.
      Szczegółowe wyniki badań opublikowano w piśmie Scientific Reports.

      « 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
      Pluskwiaki Podisus maculiventris wytwarzają antybiotyk zwany tanatyną, który zaburza proces powstawania zewnętrznej błony komórkowej bakterii Gram-ujemnych. Naukowcy z Uniwersytetu w Zurychu odkryli, że dzieje się tak dzięki nieznanemu dotąd mechanizmowi. Wg Szwajcarów, można i należy go wykorzystać do opracowania nowej klasy leków.
      W dobie narastającej lekooporności jednym z największych wyzwań pozostaje zidentyfikowanie nowych mechanizmów, działających na niebezpieczne bakterie Gram-ujemne. Do grupy tej należą, m.in.: pałeczki ropy błękitnej (Pseudomonas aeruginosa), które wywołują zagrażające życiu infekcje płuc czy różne szczepy pałeczek okrężnicy (Escherichia coli).
      Połączony zespół akademików z Uniwersytetu i Politechniki Federalnej w Zurychu (ETHZ) odkrył ostatnio, że tanatyna nie dopuszcza do tworzenia zewnętrznej błony bakterii Gram-ujemnych (błona ta blokuje potencjalnie toksycznym cząsteczkom dostęp do komórki).
      Za pomocą najnowocześniejszych metod Szwajcarzy stwierdzili, że tanatyna zaburza transport lipopolisacharydów (LPS) do zewnętrznej błony. Zwykle szlak transportowy składa się z superstruktury 7 białek, które tworzą pomost rozciągający się od błony wewnętrznej, przez peryplazmę, po błonę zewnętrzną (ścianę komórkową). Dzięki pomostowi LPS dostają się do powierzchni komórki, gdzie stają się ważną częścią błony zewnętrznej. Tanatyna hamuje jednak interakcje białkowe konieczne do powstania pomostu. Przez to lipopolisacharydy nie mają jak dotrzeć do celu i biogeneza całej ściany komórkowej zostaje zahamowana. Jak można się domyślić, dla bakterii jest to zjawisko śmiertelne.
      To nieznany dotąd mechanizm działania antybiotycznego [...] - podkreśla John A. Robinson z Uniwersytetu w Zurychu.
      Mechanizm, który opisano na łamach Science Advances, jest już wykorzystywany przez firmę Polyphor AG do opracowania substancji nadających się na leki. Mają one blokować interakcje białkowe w komórkach bakteryjnych.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Stosowanie podczas uzdatniania wody nanocząstek tlenku glinu(III) sprzyja wzrostowi wielolekooporności. Chińscy badacze stwierdzili, że wpływają one na zakres koniugacji, czyli wymieniania się przez mikroorganizmy genami antybiotykooporności. W porównaniu do komórek niemających styczności z nanocząstkami, odnotowuje się nawet 200-krotne nasilenie tego procesu.
      Zhigang Qiu z Instytutu Zdrowia i Medycyny Środowiskowej w Tiencin podkreśla, że dotąd rozwój lekooporności wiązano raczej z nadmiernym stosowaniem leków w medycynie, a także dodawaniem do pasz antybiotykowych stymulatorów wzrostu. Okazuje się, że nanomateriały w wodzie także wpływają na poziomy transfer genów wielolekooporności za pośrednictwem plazmidów RP4, RK2 i pCF10. Najsilniejszy wpływ wydają się wywierać nanocząstki tlenku glinu.
      Wykorzystując mikroskop elektronowy, Chińczycy wykazali, że wywołując stres oksydacyjny, nanocząstki tlenku glinu uszkadzają błony komórek bakteryjnych, ułatwiając rozpoczęcie koniugacji. Bakterie kontaktują się za pośrednictwem pilusów - cienkich mostków cytoplazmatycznych. Gdy zetkną się one z odpowiednim receptorem na powierzchni innej bakterii, ulegają unieruchomieniu, a następnie retrakcji i degradacji. Wtedy osłony komórkowe stykają się ze sobą bezpośrednio. W końcu następuje przekazanie plazmidu.
      W porównaniu do grupy kontrolnej (bakterii niestykających się z nanocząstkami), nanotlenek glinu nawet 200-krotnie nasila proces transferu plazmidu RP4 od pałeczek okrężnicy (Escherichia coli) do bakterii z rodzaju Salmonella. Qiu i inni zauważyli też, że nanocząstki tlenku glinu nasilają ekspresję genów odpowiedzialnych za tworzenie agregatów koniugacyjnych (funkcję Mpf od ang. mating pair formation) czy replikację. Hamują za to ekspresję nadrzędnych regulatorów przekazywania plazmidów RP4.
      Chińczycy sądzą, że wykorzystanie nanotlenku glinu w uzdatnianiu wody jeszcze wzrośnie. Warto przypomnieć, że obecnie w procesie koagulacji wody (łączenia cząstek fazy rozproszonej koloidu w większe agregaty i szybko opadające zespoły) często stosuje się "zwykły" siarczan(VI) glinu. Uzyskuje się go, działając na tlenek glinu kwasem siarkowym.
×
×
  • Create New...