Istraživači sa Medicinskog fakulteta Icahn na planini Sinai identifikovali su novi pristup kontroli bakterijskih infekcija. Nalazi su opisani u Nature Structural & Molecular Biology.
Tim je pronašao način da uključi vitalni mehanizam odbrane bakterija za borbu i upravljanje bakterijskim infekcijama. Odbrambeni sistem, nazvan ciklični antifagni signalni sistem zasnovan na oligonukleotidima (CBASS), je prirodni mehanizam koji koriste određene bakterije da se zaštite od virusnih napada. Bakterije se samounište kao sredstvo za sprečavanje širenja virusa na druge bakterijske ćelije u populaciji.
„Želeli smo da vidimo kako se aktivira CBASS sistem za samoubijanje bakterija i da li se može iskoristiti za ograničavanje bakterijskih infekcija“, kaže ko-stariji autor dr Aneel Aggarval, profesor farmakoloških nauka na Icahn Mount Sinai. „Ovo je novi pristup u borbi protiv bakterijskih infekcija, što predstavlja značajnu zabrinutost u bolnicama i drugim okruženjima. Neophodno je pronaći nove alate za borbu protiv rezistencije na antibiotike. U ratu protiv superbakterica, moramo stalno da inoviramo i širimo naš komplet alata kako bismo bili ispred razvoj rezistencije na lekove.“
Prema izveštaju Centra za kontrolu i prevenciju bolesti iz 2019. godine, više od 2,8 miliona infekcija otpornih na antimikrobne lekove javlja se u Sjedinjenim Državama svake godine, od čega više od 35.000 ljudi umre.
Kao deo eksperimenata, istraživači su proučavali kako se Cap5, ili protein 5 povezan sa CBASS-om, aktivira za degradaciju DNK i kako se može koristiti za kontrolu bakterijskih infekcija kombinacijom strukturne analize i različitih biofizičkih, biohemijskih i ćelijskih testova. Cap5 je ključni protein koji se aktivira cikličnim nukleotidima (mali signalni molekuli) da uništi sopstvenu DNK bakterijske ćelije.
„U našoj studiji smo započeli tako što smo identifikovali koji od mnogih cikličnih nukleotida bi mogao da aktivira efektor Cap5 CBASS sistema“, kaže ko-stara autorka dr Olga Rečkoblit, docent za farmakološke nauke na Icahn Mount Sinai.
„Kada smo to shvatili, pažljivo smo pogledali strukturu Cap5 kada je vezan za ove male signalne molekule. Zatim smo, uz stručnu pomoć dr Daniele Sciaki, istraživača na Icahn Mount Sinai, to pokazali dodavanjem ovi posebni molekuli za okolinu bakterija, ovi molekuli bi se potencijalno mogli koristiti za eliminaciju bakterija.“
Istraživači su otkrili da određivanje strukture Cap5 sa cikličnim nukleotidima predstavlja tehnički izazov, zahtevajući stručnu pomoć od Dale F. Kreitler, Ph.D., AMKS Beamline Scientist u Brookhaven National Laboratori. Oni su to postigli korišćenjem mikrofokusiranog sinhrotronskog rendgenskog zračenja u istom objektu. Mikrofokusirano sinhrotronsko rendgensko zračenje je vrsta rendgenskog zračenja koje se ne proizvodi samo pomoću specifičnog tipa akceleratora čestica (sinhrotrona), već je takođe pažljivo koncentrisano ili fokusirano na sićušnu oblast radi detaljnijeg snimanja ili analize.
Zatim će istraživači istražiti kako se njihova otkrića primenjuju na druge vrste bakterija i proceniti da li se njihova metoda može koristiti za upravljanje infekcijama izazvanim različitim štetnim bakterijama.Istražite dalje
