細(xì)菌面臨一個(gè)劑量的抗生素,時(shí)機(jī)可能逃避破壞的關(guān)鍵。在一系列的實(shí)驗(yàn)中,普林斯頓大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn),細(xì)胞修復(fù)DNA被抗生素之前恢復(fù)增長治療有更好的生存機(jī)會。

當(dāng)抗生素人口的細(xì)菌,通常的一小部分“持續(xù)程序”細(xì)胞生存構(gòu)成威脅的復(fù)發(fā)性感染。與細(xì)菌基因抵抗抗生素,證據(jù)表明,持續(xù)程序活著的停滯細(xì)胞過程的藥物的目標(biāo)。

在一項(xiàng)新的研究中,普林斯頓大學(xué)的研究人員研究了類的抗生素,目標(biāo)細(xì)菌的DNA。在細(xì)菌種類,一些細(xì)胞修復(fù)受損DNA之前恢復(fù)增長,和其他人做維修之前恢復(fù)增長。研究人員發(fā)現(xiàn),那些進(jìn)行維修之前恢復(fù)增長持續(xù)程序一般的生存?？股匮芯窟M(jìn)展的一個(gè)長期目標(biāo)治療更有效。

結(jié)果在6月18日發(fā)表在《美國國家科學(xué)院學(xué)報(bào)》上,溫迪Mok,博士后研究員,和馬克Brynildsen副教授的化學(xué)和生物工程,分析了大腸桿菌的反應(yīng)與氧氟沙星治療,抗生素引起DNA損傷通過阻止DNA復(fù)制和RNA轉(zhuǎn)錄所需的酶。Brynildsen實(shí)驗(yàn)室的工作建立在以前的結(jié)果,顯示,持續(xù)程序所需氧氟沙星DNA修復(fù)機(jī)械才能生存。

“但這并不能保證他們一定會生存,“Mok說。“我們推測,DNA修復(fù)的時(shí)機(jī)和恢復(fù)與生長有關(guān)的活動,比如DNA合成治療后可能會影響持續(xù)程序的生存。”

為了測試這個(gè)假說,Mok和Brynildsen使用應(yīng)變的大腸桿菌基因工程允許研究人員控制細(xì)胞的增長。研究人員利用細(xì)菌來創(chuàng)建一個(gè)統(tǒng)一的細(xì)胞停滯增長可以容忍氧氟沙星抗生素。

這些non-growing細(xì)胞,他們發(fā)現(xiàn),經(jīng)歷了類似增長細(xì)胞DNA損傷與氧氟沙星治療。然而,non-growing顯示延遲恢復(fù)細(xì)胞DNA合成和修復(fù)治療。

通過控制關(guān)鍵DNA修復(fù)蛋白的活性,RecA,研究人員測試的影響進(jìn)一步推遲DNA合成的DNA修復(fù)后才恢復(fù)。這導(dǎo)致7倍降低生存相比,細(xì)胞不斷產(chǎn)生RecA,證明氧氟沙星持久性取決于之前修復(fù)DNA損傷DNA合成新的增長的必要條件。

Mok然后Brynildsen檢查正常細(xì)胞放置在一個(gè)低營養(yǎng)環(huán)境中持久性停滯增長,模擬條件,細(xì)菌感染,經(jīng)常遇到在一個(gè)主機(jī)上。事實(shí)上,氧氟沙星治療后,如果細(xì)胞缺乏碳源的至少三個(gè)小時(shí),他們觀察到幾乎完整的耐抗生素。這個(gè)公差取決于有效的DNA修復(fù)過程。他們也觀察到增強(qiáng)的持久性與營養(yǎng)不足對氧氟沙星治療后在生物膜細(xì)胞生長中,堅(jiān)持表面的細(xì)菌組成,涉及大多數(shù)hospital-treated細(xì)菌感染。

Jan•Leuven-VIB大學(xué)的微生物學(xué)教授在比利時(shí),說該研究“一個(gè)優(yōu)雅的模型系統(tǒng)”用于探測潛在的持久性機(jī)制。•,他并沒有參與這項(xiàng)研究,他說它代表了“一個(gè)里程碑式的發(fā)現(xiàn)提供了新的基本見解持續(xù)程序細(xì)胞如何避免死亡。”

氧氟沙星和其他類似的抗生素包括世界衛(wèi)生組織基本藥物標(biāo)準(zhǔn)清單,最重要的一個(gè)目錄藥物滿足醫(yī)療需求。抑制細(xì)菌的持久性可能是一個(gè)有前途的途徑使這些療法更有效預(yù)防尿路感染,金黃色葡萄球菌感染和其他細(xì)菌性疾病。

“營養(yǎng)饑餓是一種壓力細(xì)菌可以在感染的網(wǎng)站,經(jīng)常遇到“Mok說。“我們的研究結(jié)果表明,抗生素治療后的一段時(shí)間內(nèi),我們可以考慮看針對這些DNA修復(fù)過程,看看是否能改善治療結(jié)果。”一個(gè)違反直覺的方法可能會加速細(xì)菌生長后抗生素治療,從而令細(xì)胞超過他們的修復(fù)機(jī)制和死亡。然而,研究人員補(bǔ)充說,其他方法可能比培養(yǎng)一種病原體的生長在一個(gè)病人。

Brynildsen集團(tuán)和其他感興趣的發(fā)現(xiàn)潛在的藥物化合物,可能會干擾細(xì)菌的DNA修復(fù),以及檢查抗生素寬容和遺傳抗性之間的關(guān)系。