克服對抗生素的抵抗力
銅綠假單胞菌可以成為引起致命感染的強大病原體,特別是在插管患者,患有囊性纖維化或嚴重燒傷的人群中。在細菌的天然或人類環(huán)境中存在某些金屬使其更危險,特別是對最后的抗生素具有抗性。來自瑞士日內(nèi)瓦大學(UNIGE)的一組研究人員表明,銅綠假單胞菌的特定蛋白質(zhì),即宿主因子q(Hfq),對于對這些金屬起反應并獲得這些新特性至關(guān)重要。結(jié)果發(fā)表在特刊“基因的細菌毒力基因調(diào)控”中,將Hfq蛋白質(zhì)單獨列為銅綠假單胞菌的致命弱點。事實上,阻止其作用可能使這種病原體無法適應新環(huán)境并抵抗某些抗生素。
銅綠假單胞菌(Pseudomonas aeruginosa)是一種普遍存在于陸地和水中的細菌。這種生物體被稱為機會主義,因為它能夠產(chǎn)生各種毒力因子并適應其環(huán)境在人體內(nèi)侵入,定殖和生存,利用其宿主的弱化變得致病。由于對許多類型的抗生素的抗性,它引起的感染通常是困難的,如果不是不可能的話。
金屬異常
“我們發(fā)現(xiàn),高濃度的金屬,如鋅,可以誘導對碳青霉烯的抵抗,碳青霉烯是最后的抗生素,以及毒力因子產(chǎn)量的增加,”該部研究員Karl Perron說。 UNIGE科學學院的植物學和植物生物學。該金屬可以以異常量存在于囊性纖維化患者的肺分泌物中和一些導尿管中,有助于增加細菌的致病性和治療失敗。
一些抗生素必須穿透細菌才能發(fā)揮作用。例如,碳青霉烯類通過一種特定的孔蛋白,一種通常用于輸入營養(yǎng)物質(zhì)的通道。當細菌存在于含有過量鋅的環(huán)境中時,它變得對碳青霉烯類具有抗性。“我們曾觀察到鋅和其他金屬會抑制這種孔蛋白的產(chǎn)生,但我們并不知道究竟是怎樣的,”日內(nèi)瓦小組的生物學家,該文章的第一作者Verena Ducret指出。
在不影響宿主的情況下靶向細菌
Karl Perron團隊通過揭示稱為宿主因子q(Hfq)的細菌蛋白的核心作用解決了這一謎團。“這種分子伴侶是一種分子助手,可以讓細菌根據(jù)需要調(diào)節(jié)各種蛋白質(zhì)的合成,通過干預生產(chǎn)鏈的幾個層次來抑制某些孔蛋白的合成,”Verena Ducret解釋道。通過研究一種不表達Hfq的細菌,科學家因此發(fā)現(xiàn)了真正的致命弱點,因為突變體無法對鋅和其他金屬做出反應。因此,在這些金屬存在下,它不能表達其毒力或?qū)μ记嗝瓜╊惥哂锌剐浴?/p>
由于導致抑制該孔蛋白產(chǎn)生的不同途徑使用Hfq,因此該分子伴侶成為有希望的治療靶標。我們正在尋找不同的Hfq抑制劑,這些抑制劑可作用于銅綠假單胞菌菌株。Karl Perron說,這些藥物應該抵消所有病原體的直接和間接影響,而不會影響宿主細胞,因為它們沒有像Hfq這樣的蛋白質(zhì)。
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