了解抗生素耐藥性方面的重大進(jìn)展

蒙大拿大學(xué)的科學(xué)家(嗯)和華盛頓大學(xué)最近發(fā)現(xiàn)致病細(xì)菌抵抗抗生素治療,他們的研究結(jié)果發(fā)表在一篇文章的題目(“由熵驅(qū)動的聚合的細(xì)菌宿主聚合物在銅綠假單胞菌促進(jìn)抗生素耐受性”)在《美國自然科學(xué)院。

引起慢性感染的細(xì)菌通常生活在細(xì)胞聚集物中，懸浮在富含聚合物的宿主分泌物中，聚集生長誘導(dǎo)的細(xì)菌表型可能是慢性感染發(fā)病機(jī)制的關(guān)鍵因素。細(xì)菌聚集通常被認(rèn)為是生物膜形成的結(jié)果;然而，在體內(nèi)產(chǎn)生聚集的機(jī)制尚不清楚。在這里，我們展示了在慢性感染位點豐富的聚合物通過耗竭聚集機(jī)制導(dǎo)致細(xì)菌聚集，這并不需要生物膜形成功能。耗盡聚合是由未帶電或類似帶電的聚合物與粒子(如細(xì)菌)之間的熵力所介導(dǎo)的，”研究人員寫道。

“我們的實驗還表明，細(xì)菌的耗竭聚集誘導(dǎo)顯著的抗生素耐受性，這取決于SOS反應(yīng)，一種由基因毒性應(yīng)激激活的應(yīng)激反應(yīng)。”這些發(fā)現(xiàn)提出了一種可能性，即針對促進(jìn)消耗聚集的條件或消耗介導(dǎo)的耐受機(jī)制，可能導(dǎo)致對抗慢性細(xì)菌感染的新治療方法。

“抗生素耐藥性是一個主要問題，”Patrick Secor博士說，他是澳大生物科學(xué)系的助理教授，也是這篇論文的首席研究員。“然而，通常的情況是，如果你從受感染的人的肺部取出抗生素治療后存活下來的細(xì)菌，在實驗室里用抗生素治療這些細(xì)菌，細(xì)菌就會死亡。”我們想知道為什么。

我們發(fā)現(xiàn)生活在高濃度聚合物中的細(xì)菌會受到一些壓力。“基本上，富含聚合物的環(huán)境會激活細(xì)菌的應(yīng)激反應(yīng)，導(dǎo)致它們耐受更高水平的抗生素。”

“我喜歡把它和我們鍛煉時身體所承受的壓力進(jìn)行比較，”西科爾博士說。“今天的鍛煉可以讓你跑得更遠(yuǎn)一點，或者以后再提重一點。”這類似于生活在呼吸道黏液中的細(xì)菌所產(chǎn)生的應(yīng)激反應(yīng)——今天暴露在應(yīng)激環(huán)境中，使得細(xì)菌能夠在以后的抗生素暴露環(huán)境中生存下來。

研究人員發(fā)現(xiàn)，黏液聚合物壓迫細(xì)菌引起的應(yīng)激反應(yīng)是細(xì)菌細(xì)胞中DNA輕微損傷的結(jié)果。

“DNA損傷造成的一件事是細(xì)菌生長緩慢，”Laura Jennings博士說，她是UM研究助理教授和論文的合著者。“因為大多數(shù)抗生素對快速分裂的細(xì)胞最有效，這些生長緩慢的細(xì)菌用抗生素更難殺死。”

研究人員推測，聚合物引發(fā)細(xì)菌應(yīng)激反應(yīng)的機(jī)制可能是治療長期細(xì)菌感染的靶向療法。“我們希望能找到治療細(xì)菌感染的新方法，或者提高抗生素治療的效果，”西科爾說。

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