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ビデオ: 耐性菌の抗生物質を改善するための新しい手がかり
2023 著者: Peter Bradberry | [email protected]. 最終更新日: 2023-05-21 22:35
バクテリアが抗生物質から身を守る方法のいくつかは、既存の薬を強化するためにそれらに対して使用されるかもしれません。
スーパーバグMRSA（メチシリン耐性黄色ブドウ球菌）は、多くの抗生物質に対して不浸透性となる遺伝的特徴を備えているため、医師と患者の両方に恐怖を引き起こし、起動するのは致命的です。しかし、あまり知られていないのは、抗生物質にも抵抗する別の種類の細菌ですが、科学者を困惑させている理由があります。これらのバグは、それらの遺伝的プロファイルから、抗生物質の完全に優れた標的であるはずですが、耳や尿路、および術後の傷に頑固な感染症を引き起こします。
研究者たちは現在、これらの細菌が抗生物質治療にどのように耐えるかを理解し始めています。環境ストレスに耐えるのに役立ったのと同じ特性を利用することによって。金曜日にScienceで発表された2つの新しい研究論文は、バクテリアが食物や活性酸素への曝露なしに長期間耐える能力をどのように利用して抗生物質と戦うかを示しています。これらの防御が何であるかを知ることは、既存の治療法をより効果的にする新しい方法につながる可能性があります。
科学者は抗生物質が分子レベルでどのように機能するかをまだ完全には理解していませんが、細菌細胞に活性酸素を導入することで薬が効果的であると考えています。
ニューヨーク大学医学部の生化学者であるEvgenyNudlerと彼の同僚は、バクテリアがそのような「酸化ストレス」から身を守る方法について詳細を解明しました。それらは硫化水素を生成し、一酸化窒素（細菌代謝の典型的な副産物）と組み合わせて、抗生物質の攻撃から細菌を保護するようです。 Nudlerのチームは、黄色ブドウ球菌、大腸菌、その他の細菌でこのガスの生成を引き起こす原因となる3つの酵素を発見しました。 「それは大きな驚きでした」と彼は言います。 「細胞を抗生物質で処理すると、すぐに[硫化水素]が増え始めることがわかります。」
2番目の論文によると、栄養素が不足しているバクテリアは、弱体化した状態を抗生物質を追い払うという利点に変えることもできます。科学者たちは、栄養を奪われたバクテリアが抗生物質によって与えられる化学的打撃によく抵抗できることを知っています。ストリンジェントな反応として知られるこの反応は、細菌種全体に共通しています。問題は、低レベルの栄養素に直面したときにバクテリアがたった今ハンカリングしていたのか、それとももっと積極的に自分自身を守っていたのかということでした。
モントリオールのマギル大学の微生物学者であるDaoNguyenと彼女の同僚は、慢性感染症の患者から分離された、尿路、腎臓、または肺に感染症を引き起こす可能性のある比較的一般的なバグである緑膿菌の菌株の挙動を調査しました。彼らは、バクテリアが十分な栄養素を摂取していないとき、彼らは厳しい反応の兆候を示したことを発見しました。 「バクテリアが飢餓を感知すると…[彼らは]（p）ppGppと呼ばれる警報信号を発します」とグエンはサイエンスポッドキャストで説明しました。 「そしてこれは細胞が膨大な数の遺伝子を調節することを可能にし、それはそれからそれが飢餓とストレスに応じてよりよく適応して生き残ることを可能にします。」
厳格な反応が細菌を抗生物質から保護することもできるかどうかをテストするために、研究者たちはそのような警報を欠いた変異株を作成しました。確かに、抗生物質は、それらの厳格な応答をオンにすることができなかったそれらの細菌株に対してはるかに効果的でした。このパターンはマウスでも維持されました。応答のない細菌に感染したマウスに抗生物質を投与すると、感染は解消され、マウスは生き残った。 「通常の野生型バクテリアでは、抗生物質で治療してもマウスは死ぬだろう」とグエン氏はポッドキャストで述べた。
抗生物質の変更
研究者たちは、分子的に、これらのさまざまな反応がどのように引き起こされるかについて、いまだに多くを学んでいます。 「これらの研究は一緒になって、細菌が抗生物質によって生成される酸化的損傷に対抗するための巧妙な抗酸化戦略を持っていることを示しています」とハワードヒューズ医学研究所の研究者であるジェームズコリンズは述べています。科学の。両方の研究チームは、これらの新しく記述されたメカニズムが私たちがすでに持っている薬の強さを高めることができる方法を提案します。
「おそらく、この飢餓応答を悪用して、厳しい応答を何らかの方法で妨害した場合に、現在利用可能な抗生物質に対して細菌を感作させる方法を見つけることができるだろう」とグエン氏は述べた。そして、Nudlerの研究でバクテリアによる保護硫化水素の生成を引き起こす酵素を無効にできれば、バグは薬物の影響を受けやすくなる可能性があります。彼と彼のチームは、ハイスループットスクリーニングを使用して、酵素を阻害する小分子を見つけています。彼らはすでに、酵素の1つを取り出すことができると思われるいくつかの候補を見つけました。
しかし、これらのよく適応したバクテリアの複雑さについてもっと学ぶだけでも、「バグとの戦いは私たちが思っていたよりも難しいかもしれない」とコリンズは警告します。