Penicillin resistance mystery unraveled


Penicillin resistance mystery unraveled

En ny studie av forskere i Storbritannia, Canada og USA har unraveled mysteriet av penicillinresistens i en bakterie som forårsaker dødelig lungebetennelse, noe som signaliserer at en dag antibiotikumet som ble oppdaget av Alexander Fleming i 1928, kunne komme tilbake. Forskerne håper deres funn vil også bidra til å utvikle designer antibiotika for å bekjempe MRSA og andre farlige bakterier.

Studien er publisert i 7 mars utgaven av Journal of Biological Chemistry Og ble ledet av dr. Adrian Lloyd, av Institutt for biologiske vitenskap ved Warwick University, Storbritannia, og andre kolleger fra Warwick, Université Laval, Ste-Foy i Quebec og Rockefeller University i New York.

Streptococcus pneumoniae er ansvarlig for 5 millioner barnedød hvert år over hele verden. Det dreper også 7 prosent av de 1 million eldre amerikanerne som fanger pneumokokk lungebetennelse hvert år.

Lloyd og hans team har ikke bare oppdaget akkurat hvordan bakterien blir immun mot penicillin, men de tror at funnet oppdager hvordan man kan forstyrre bakteriens motstand, slik at penicillin kan gjenvinne sin tidligere potens som antibiotika.

Penicillin svekker bakterier ved å stoppe dem med å bygge cellevegger riktig; Det blokkerer deres evne til å lage det beskyttende nettverket som omgir hver celle. Nettverket kalles Peptidoglycan og finnes i flere typer bakterier, inkludert Streptococcus pneumoniae og MRSA.

Forskerne fant at penicillinresistente S. pneumoniae-bakterier bruker et protein, MurM, som et enzym for å bidra til å bygge dipeptidbroer i peptidoglykanen. Et høyt nivå av dipeptidbroer i peptidoglykan "mesh" ser ut til å være en forutsetning for høy resistens mot penicillin. Dette har blitt funnet fra prøvetaking av penicillinresistente stammer av Streptococcus pneumoniae hos pasienter med pneumokokinfeksjoner.

Teamet i Warwick klarte å replikere MurMs handling i laboratoriet hvor de klarte å følge trinnvis kjemi av peptidoglykansyntese.

De sammenlignet den kjemiske oppførelsen av penicillinresistente og penicillin-mottakelige stammer av Streptococcus pneumoniae og viste at de brukte MurM forskjellig. De var i stand til å fastslå det nøyaktige trinnet der den mer motstandsdyktige belastningen kan ha gjort et evolusjonært sprang og derved oppnådd konkurransefortrinn.

MurM i den sterkt penisillinresistente Streptococcus pneumoniae-stammen 159 støttet mer alanylering enn serylering, mens MurM i den penicillin-mottakelige stamme Pn16 støttet serylering mer enn alanylering i syntesen av peptidoglykan.

Disse funnene vil tillate forskere å målrette MurM-kjemi i Streptococcus pneumoniae på en måte som undergraver dette fordelaktige trinnet og dermed forstyrrer bakteriens motstand mot penicillin.

På samme måte, fordi MRSA og andre bakterier bruker samme type peptidbroer for å syntetisere deres peptidoglykan beskyttende mesh, kan det være mulig å bruke denne kunnskapen til å gjøre penicillin potente mot dem også.

En annen spinoff er at verktøyene som Lloyd og kollegaer pleide å spore hvert trinn involvert i syntesen av peptidoglykan av Streptococcus pneumoniae, kan brukes til å se på lignende prosesser i andre farlige bakterier, og dermed åpne en ny avenue for utvikling av designer antibiotika som Forstyrre motstanden.

Som med mye gjennombruddsforskning er det ikke bare de nye verktøyene som blir verdifulle, men nettverket av relasjoner og kontakter hvis samarbeid danner et reservoar av lagkunnskaper og talenter for fremtidig utvikling. I dette tilfellet kalles det nye nettverket UK Bacterial Cell Wall Biosynthesis Network eller UK-BaCWAN, og består av akademikere fra kjemi, biologi og medisin, samt bioteknologiske selskaper.

"Karakterisering av tRNA-avhengig peptidbindingsdannelse av MurM i syntesen av Streptococcus pneumoniae Peptidoglycan."

Adrian J. Lloyd, Andrea M. Gilbey, Anne M. Blewett, Gianfranco De Pascale, Ahmed El Zoeiby, Roger C. Levesque, Anita C. Catherwood, Alexander Tomasz, Timothy DH Bugg, David I. Roper og Christopher G. Dowson.

J. Biol. Chem. Vol. 283, utgave 10, s. 6402-6417, 7. mars 2008

DOI: 10,1074 / jbc.M708105200

Klikk her for Abstrakt.

Klikk her for UK Bacterial Cell Wall Biosynthesis Network (UK-BaCWAN).

Kilder: BBC News,.

Unraveling the Mystery of Immunity | Dr. James Crowe, Jr. | TEDxNashville (Video Medisinsk Og Faglig 2019).

§ Problemer På Medisin: Sykdom