Para saintis mungkin telah menemui senjata baru dalam memerangi superbugs tahan antibiotik: ubat-ubatan yang membekukan evolusi bakteria di treknya.
Bakteria tahan antibiotik adalah mikrob yang entah bagaimana hidup walaupun di bawah serangan dari megadrugs bertujuan untuk membunuh mereka. Setiap tahun, sekurang-kurangnya 2.8 juta orang di Amerika Syarikat menangkap salah satu bakteria superstrong atau kulat tahan, menurut Pusat Kawalan dan Pencegahan Penyakit (CDC).
Salah satu cara yang bakteria berkembang menjadi "tahan antibiotik" adalah dengan mengambil bahan genetik terapung bebas dari persekitaran mereka. Mereka kemudiannya menggabungkan gen yang dijangkiti ke dalam DNA mereka sendiri. Dengan cara ini, bakteria dapat mengumpul gen yang ditumpahkan daripada mikrob yang sudah tahan, dan dengan itu, dapat menahan diri. Tetapi bakteria tidak dapat menangkap potongan DNA yang lemah tanpa peralatan yang betul; "pepijat" mesti memasuki negeri yang disebut "kecekapan" untuk membina jentera yang diperlukan untuk merampas bahan genetik dari persekitaran mereka.
Bakteria menjadi kompeten apabila diletakkan di bawah tekanan, seperti ketika mereka mengalami rawatan antibiotik. Kajian menunjukkan bahawa beberapa kelas antibiotik yang sama sebenarnya memacu penyebaran rintangan antibiotik dengan menolak bakteria menjadi keadaan tertekan. Tetapi sekarang, kajian baru bakteria Streptococcus pneumoniae telah menonjolkan penyelesaian yang berpotensi untuk masalah paradoks ini: ubat-ubatan yang menghalang bakteria daripada menjadi kompeten di tempat pertama.
Untuk kajian ini, yang diterbitkan Selasa (3 Mac) dalam jurnal Cell Host & Microbe, penyelidik meletakkan strategi ini untuk ujian dalam model tetikus dan berjaya menyekat beberapa jenis S. pneumoniae daripada menjadi gen yang cekap dan bertukar di dalam tikus. Bakteria, yang biasanya hidup dalam hidung dan tekak manusia, boleh mencetuskan jangkitan serius jika mereka berhijrah ke aliran darah, sinus, telinga, paru-paru, atau tisu yang meliputi otak atau saraf tunjang, menurut CDC.
Antibiotik berdiri sebagai satu-satunya rawatan yang tersedia untuk jangkitan ini, tetapi dalam lebih daripada 30% kes, yang S. pneumoniae strain membuktikan tahan terhadap satu atau lebih antibiotik. Jika ubat-ubatan "anti-evolusi" dipanggil selamat pada manusia, mungkin ubat-ubatan dapat membantu mencegah lebih banyak strain daripada memperoleh rintangan, kata para penyelidik.
Menghentikan penyebaran
Para penyelidik menyaring lebih daripada 1,300 ubat-ubatan untuk menentukan siapa yang boleh membawa kecekapan untuk menghentikan pengisaran. Hasilnya menunjuk kepada 46 ubat-ubatan tersebut, termasuk ubat-ubatan antipsikotik, anti-mikrob dan ubat anti-malarial. Walaupun pelbagai, ubat-ubat ini menghalang kecekapan pada dos yang rendah melalui mekanisme yang sama, penyelidik mendapati.
"Laluan kecekapan telah dipelajari selama beberapa dekad, dan kami mengetahui semua komponen utama," kata penulis kajian Jan-Willem Veening, seorang profesor di Jabatan Mikrobiologi Asas di Universiti Swiss Lausanne, dan Arnau Domenech, penyelidik pasca doktoral di Veening's makmal, memberitahu Live Science dalam e-mel.
Satu komponen penting, dikenali sebagai daya proton-motif (PMF), membolehkan sel menghasilkan tenaga, nutrien import, dan kargo ulang-alik masuk dan keluar dari tubuhnya. Apabila bakteria masuk ke dalam keadaan yang kompeten, mereka biasanya mengepam peptida yang dipanggil CSP, yang terkumpul di luar sel dan mencetuskan kecekapan (keupayaan untuk merebut sekeping gen tahan antibiotik) sebaik sahaja ia dibina di luar ambang tertentu.
Tetapi apabila tertakluk kepada dadah anti-evolusi, S. pneumoniae tidak dapat lagi mengekalkan PMF biasa, dan pengangkut yang biasanya memompaikan kerusakan CSP. "Seperti laluan kecekapan dikawal ketat, jika CSP tidak dieksport, ungkapan sebatian utama disekat dan kecekapan dihalang," kata Domenech dan Veening.
Pengarang menguji kesan ubat-ubatan pilih - anti-mikroba, antipsikotik dan anti-malarial - pada budaya S. pneumoniae dan mendapati bahawa mereka semua membantah kecekapan dengan mengganggu komponen PMF. Mereka mendapati keputusan yang sama dalam kedua-dua tikus hidup dan dalam sel manusia dalam hidangan makmal.
"Keindahan kerja sekarang ialah kami mendapati beberapa sebatian ... yang sedikit mengganggu PMF tanpa menjejaskan pertumbuhan sel normal," kata Domenech dan Veening.
"Ia mengganggu pertumbuhan bakteria yang memacu pemilihan untuk penentangan," kata Andrew Read, seorang profesor ekologi penyakit dan biologi di Pennsylvania State University yang tidak terlibat dalam kajian itu. Jika ubat-ubatan boleh menghalang kecekapan tanpa memandu sel-sel untuk membangunkan rintangan, "maka pepijat akan tetap sensitif" kepada rawatan antibiotik, katanya.
Kajian masa depan diperlukan untuk menentukan sama ada dadah '' anti-evolusi 'boleh digunakan secara realistik dalam kombinasi dengan antibiotik untuk mencegah penularan rintangan antibiotik, "kata penulis dalam kertas mereka. "Langkah seterusnya adalah untuk menguji sama ada khusus untuk Streptococcus pneumoniae atau jika mereka juga boleh menyekat pengambilan rintangan pada patogen manusia yang lain, "kata Domenech dan Veening kepada Sains Live. Baca bahawa filosofi menggelincirkan evolusi untuk mencegah rintangan harus membawa kepada pepijat lain, tetapi sasaran dadah yang tepat mungkin berbeza di antara mereka.
Dalam membangunkan ubat-ubatan untuk kegunaan manusia, saintis perlu pandai dalam bagaimana mereka merancang ujian klinikal, Baca ditambah. "Ini adalah 'melindungi dadah terapeutik', bukannya terapeutik sendiri," maksudnya matlamat ubat tidak akan merawat orang, katakan, tetapi sebaliknya menghalang rintangan, katanya.
"Daripada bertujuan untuk membunuh pepijat," seperti banyak kumpulan yang bertujuan untuk mencapai ubat-ubatan antibiotik baru, "ini cuba untuk menghentikan input variasi genetik yang mana pemilihan dapat bertindak." Baca kata. "Bagi saya, langkah pertama yang hebat - mari kita pergi."
