Istraživači sa Univerziteta McMaster otkrili su kritičnu ranjivost bakterija otpornih na lekove: cink – ili njegov nedostatak.
U nedavnoj studiji, objavljenoj u časopisu Nature Microbiologi, istraživači su otkrili da cink igra vitalnu ulogu u tome kako se neke od najopasnijih bakterija na svetu odupiru antibioticima.
Erik Braun, profesor na Mekmasterovom odeljenju za biohemiju i biomedicinske nauke i vodeći istraživač studije, kaže da uskraćivanje bakterijama određenih hranljivih materija može izazvati važne fiziološke promene, čineći ih sve ranjivijim na antibiotike – uključujući i one kojima su se nekada odupirali.
„U poslednjih stotinu godina, naučnici su obično proučavali bakterije u najbogatijim uslovima koji se mogu zamisliti“, kaže Braun. „Moja laboratorija je dugo bila zainteresovana da radi upravo suprotno: proučava bakterije pod stresom hranljivih materija.
Za ovu konkretnu studiju, istraživači su pokušali da istraže kako stres hranljivih materija može da osvetli nove pristupe lečenju infekcija koje su otporne na klasu važnih antibiotika zvanih karbapenemi.
„Karbapenemi su antibiotici poslednjeg izbora — klinički značajni lekovi koji se koriste kada sve ostalo ne uspe“, kaže Megan Tu, dr. kandidat u Braunovoj laboratoriji i prvi autor na novom radu. „Nažalost, kao i drugi antibiotici, njihovu efikasnost ugrožavaju geni otpornosti koji nemaju klinički dostupna rešenja.“
Da bi istražili nove ranjivosti u bubama koje se odupiru ovim lekovima, istraživači su ih proučavali u okruženjima sa ograničenim sadržajem cinka. Pod ovim uslovima, otkrili su da sposobnost bakterije da se odupre karbapenemima putem specifičnog, uobičajenog mehanizma dolazi sa „troškom fitnesa“ – ili kompromisom.
Braun, član Mekmasterovog Instituta za istraživanje infektivnih bolesti Majkla G. Degruta, predlaže da se zamisli vitez u oklopu — sa mačem u jednoj ruci i štitom u drugoj.
„To je bakterija“, kaže on.
Kada je lišen kritičnih hranljivih materija, poput cinka, Braun kaže da vitez gubi snagu koja mu je potrebna da drži i mač i svoj štit, i stoga mora da položi svoj štit kako bi mogao da drži mač u obe ruke.
„I dalje je veoma smrtonosan, ali sada je njegova odbrana pala“, objašnjava on.
Iako još uvek može da probije svoj put kroz dolazne karbapeneme, Braun kaže da gubitak štita koji je nekada koristio za odbijanje drugih antibiotika stvara nove otvore u bakterijama koje se mogu iskoristiti.
Istraživači su upravo to uradili.
Braun, Tu i njihove kolege su pokazali da su se, odupirajući karbapenemima u uslovima ograničenim na cink, bakterije ostavljale širom otvorene za azitromicin – jedan od najčešće prepisivanih antibiotika na svetu.
„Umesto da identifikujemo novog kandidata za lek za lečenje ovih infekcija otpornih na antibiotike, identifikovali smo kompromis koji možemo iskoristiti koristeći postojeći lek“, kaže Tu.
Ova studija se posebno fokusirala na bakterije Klebsiella pneumoniae i Pseudomonas aeruginosa – K i P u ESKAPE-u, globalno priznatoj listi od šest najsmrtonosnijih i na lekove otpornih bakterijskih patogena.
Zanimljivo je da su obe bube koje se proučavaju vrsta bakterija koje se nazivaju „gram-negativni“, za koje Braun kaže da na njih tradicionalno ne utiče azitromicin. Kao takvi, istraživači veruju da njihova studija otvara vrata novoj kliničkoj upotrebi za stare lekove, a istovremeno cementira stres hranljivih materija kao održiv put ka novim opcijama lečenja bakterija otpornih na lekove.
„Često, u ovoj oblasti rada, istraživanje može predstaviti više pitanja nego odgovora — a to je od ključne važnosti za pokretanje stvari napred“, kaže Braun. „Ali ova studija je jedan od onih retkih slučajeva koji zapravo kulminiraju snažnim zaključkom: određene infekcije Kleb i Pseudomonas otporne na lekove možete lečiti azitromicinom.
