科學家使用稱為PPMOs的分子增強抗生素抵抗抗性細菌的能力
德克薩斯大學西南醫(yī)學中心的研究人員制定了一項戰(zhàn)略,以克服抗藥性細菌用來抵御抗生素攻擊的關(guān)鍵防御措施??股啬退幮砸呀?jīng)成為一個主要的公共衛(wèi)生問題 - 疾病控制和預(yù)防中心(CDC)報告說,美國每年因抗生素抗性細菌導致200多萬種疾病,導致23,000人死亡。
在線發(fā)表在PLOS Biology上的研究結(jié)果描述了兩個UT西南研究團隊如何創(chuàng)造一種合成化合物來阻斷用于驅(qū)逐抗生素的細菌泵。使用這些“外排泵”并用新化合物處理的細菌對以前耐藥的抗生素變得敏感。
研究結(jié)果“可能對臨床傳染病產(chǎn)生巨大影響,”Trish Perl博士說,“傳染病科主任,內(nèi)科醫(yī)學教授,以及UT西南大學傳染病杰伊P.桑福德教授。”在抗生素選擇因抗藥性而越來越受限制的時代,很少有新的藥物被開發(fā)出來,這成為一種需要探索的新穎而令人興奮的工具。“
UTSW實驗的重點是大腸桿菌(大腸桿菌)和具有遺傳相似的外排泵復(fù)合物的細菌病原體。大腸桿菌屬于大腸桿菌科細菌,腸桿菌科在人類疾病中起主要作用,并且對抗生素的耐藥性越來越強。
這是研究人員首次定制其中一種合成化合物,稱為PPMOs或肽綴合的磷酰二胺嗎啉代寡聚物的一部分,用于靶向細菌細胞壁中發(fā)現(xiàn)的特定外排泵,內(nèi)部副教授David Greenberg博士說。 UT西南大學的醫(yī)學和微生物學,該研究的高級作者。
他解釋說,PPMO化合物本身不會殺死細菌,但不會驅(qū)逐抗生素,使藥物能夠發(fā)揮作用。
“這只是一種不同的策略,”格林伯格博士說。“人們很有興趣嘗試開發(fā)新的抗生素,或者以新的方式起作用的抗生素。另一種思考這一挑戰(zhàn)的方法是嘗試使抗性生物敏感。”
聯(lián)合資深作者,藥理學助理教授Erdal Toprak博士表示,盡管有許多優(yōu)秀的抗生素可供使用,但細菌對最常用的抗生素產(chǎn)生耐藥性,迫使醫(yī)生給予更高的劑量或回歸“最后防線”藥物。以及Cecil H.和Ida綠色分子,計算和系統(tǒng)生物學綜合中心以及西南醫(yī)學基金會美國西南部生物醫(yī)學研究學者。
為了解決這個問題,兩個不同重點的UTSW實驗室聚集在一起尋求解決方案。格林伯格博士一直在嘗試使用PPMOs 創(chuàng)造新的抗生素 - 也稱為反義分子,因為它們可以模仿DNA或RNA并與mRNA的基因序列結(jié)合,就像拉鏈的另一半一樣,阻斷細菌機制來構(gòu)建蛋白質(zhì)。與此同時,Toprak博士的實驗室正在使用他開發(fā)的設(shè)備來研究細菌如何抵抗抗生素。大約一年前,他的研究小組在大腸桿菌中發(fā)現(xiàn)了一種突變,它通過阻斷一種名為AcrAB-TolC的外排泵復(fù)合物來提高藥物敏感性。然后兩位科學家和他們的實驗室聯(lián)手創(chuàng)建了一個可以針對這個重要的大腸桿菌復(fù)合體的PPMO。
在這項研究中,他們報道了一種旨在預(yù)防AcrA蛋白產(chǎn)生的PPMO顯著提高了細胞模型中抗生素對大腸桿菌的效力 - 從2倍到40倍。事實上,Toprak博士說,當與AcrA-PPMO聯(lián)合使用時,一些從未用過抗大腸桿菌的抗生素,因為它們被認為是無效的殺死細菌。
格林伯格博士說,AcrA-PPMO對人類病原體肺炎克雷伯菌和腸道沙門氏菌也有效,因為這些細菌含有相同的外排泵和匹配的基因序列。
下一步將研究AcrA-PPMO在動物模型中的作用。他說,研究人員還將研究PPMO是否可以有效對抗其他極端抗生素的細菌菌株。
這項研究的聯(lián)合主要作者是訪問研究員Dilay Hazal Ayhan和Toprak實驗室的研究生Yusuf Talha Tamer。內(nèi)科醫(yī)學博士后研究員Seth Daly博士也做出了貢獻。這項工作由美國國立衛(wèi)生研究院和德克薩斯大學捐贈學者計劃資助。
其他撰稿人包括Sarepta Therapeutics的兩名員工,該公司是一家生物制藥公司,擁有多項關(guān)于PPMO合成和使用方法的專利。格林伯格博士獲得了Sarepta的研究支持,擁有多項與PPMO相關(guān)的專利,并通過這些發(fā)明的許可協(xié)議獲得版稅。
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