Az antibiotikumok több mint száz éve az orvostudományi, állatorvosi és mezőgazdasági eljárások szolgálatában állnak és emberek millióinak életét mentették meg. Sajnos ennyi idő ahhoz is elég volt, hogy egyes kórokozókból bizonyos génmutációknak köszönhetően "szuperbaktériumok" váljanak és hatástalanítsák az antibiotikumokat. Mivel ezeket a géneket a kórokozók nem csak az “utódoknak”, de szomszédjaiknak is képesek tovább adni, az ellenálló képesség az elmúlt években világméretű egészségügyi problémává nőtt.
A mikrobiológusok és immunológusok ezért most azon dolgoznak, hogy mielőbb megállítsák a szuperbaktériumok további terjedését, A WHO előrejelzései szerint ugyanis, ha nem avatkozunk közbe, egyre több, korábban eredményes gyógymód válik hasztalanná és egyre több halálos áldozata lesz az antibiotikum-rezisztenciának.
“Tanulmányunk jól szemlélteti, hogy a baktériumok újonnan beazonosított védekező rendszereikkel hogyan küzdenek meg az antibiotikumok jelenlétével” - írja David Grainger, a University of Birmingham professzora a The Conversation oldalon, aki arra, jutott, hogy
a genomban kell keresgélni.
Grainger és munkatársai azt kutatják, hogy a baktériumok miként használják ki a már meglévő védelmi rendszereiket, ahelyett, hogy mutációkat fejlesztenének ki. A híres-hírhedt E.colit, a húgyúti fertőzésekért és a hasmenéses járványokért felelős kórokozót vizsgálandó Graingerék egy olyan kísérleti eszközt vetettek be, amelyeket azelőtt soha nem használtak az antimikrobiális rezisztencia területén.
A genom egy szervezet teljes örökítő információját jelenti, amely a DNS-ben van kódolva (egyes vírusokban RNS-ben), beleértve a géneket és a nem kódoló szekvenciákat is. A kifejezést először 1920-ban Hans Winkler, a hamburgi egyetem botanikus professzora használta.
Ez az úgynevezett teljes genom szekvenálás, egy olyan vizsgálati módszer, melynek során minden bakteriális gén szekvenciáját teljes egészében “olvassák”.
"A nehézséget annak megállapítása jelentette, hogy pontosan mely géneknek van szerepe az antibiotikumokkal való megküzdésben, ezek a gének ugyanis a teljes genomszekvencia egyetlen százalékát teszik ki" - írja a szakember, aki a kromatin-immunprecipitáció segítségével jutott a fontos felismerésre. Az egyszerűség kedvéért képzelj el egy molekuláris horgászbotot!
“Ezzel a módszerrel képesek voltunk kihalászni azokat a géneket, amik részt vesznek a különböző antibiotikumok elleni védekezésben. A különleges géneknek ugyanis van egy molekuláris profilja, ami szorosan kötődik a képzeletbeli horgászbotra helyezett csalihoz. A DNS-részt, amit kifogtunk, szekvenáltuk, majd a genomhoz tartozó valamennyi génnel összehasonlítva azonosítottuk. Ezután különböző módszerekkel, többek között a baktérium genetikai manipulálásával - amivel inaktiválhatók a gének - tovább tanulmányoztuk azt. A gének beazonosítása után a baktériumot különböző antibiotikumok hatásának tettük ki, így meg tudtuk határozni, hogy rátaláltunk-e a ludas DNS-részre, ami a rezisztenciát okozza” - fejti ki Grainger. A vizsgálat során nyilvánvalóvá vált, hogy a tetraciklinekkel és a kinolonokkal szembeni rezisztencia megváltozott.
Ígéretes módszer a láthatáron
“Munkánk fontos része volt, hogy meg tudjuk határozni, a különböző gének pontosan hogyan válnak ellenállóvá. Felfedeztük, hogy egy-egy géncsoport a baktérium sejtfelületének módosításával lehetővé teszi a kórokozó reagálását az antibiotikumok jelenlétére. Egész pontosan a sejtmembránban jelenlévő lipidmolekulák mennyisége csökken ily módon, ez pedig megakadályozza, hogy az antibiotikum hatóanyaga a bakteriális sejtekbe jusson” - magyarázza a szakember, majd hozzáteszi, ennek a folyamatnak a lezajlásához nincs szükség semmilyen mutációra.
A kutatók azt is felfedezték, hogy a trükkös baktériumok egy speciális “gépezet” bekapcsolásával olyan molekuláris mechanizmusokat indítanak el, amelyek megjavítják az antibiotikumok által okozott DNS-károsodást.
"A beazonosított ellenálló folyamatok egy többszörös antibiotikum-rezisztens aktivátor nevű fehérjére támaszkodnak, amely különböző formában számos baktériumfajban megtalálható. Bízunk benne, hogy ennek a fehérjének a megismerésével megtalálhatjuk azokat a védekező rendszereket, amelyek segítségével a különböző baktériumok felveszik a harcot az antibiotikumokkal. Nem kizárt például, hogy a jövőben ki tudunk fejleszteni olyan gyógyszereket, amelyek a bakteriális védelmi utak blokkolásával a meglévő antibiotikumokat hatékonyabbá tehetik” - összegezte Grainger.
