Trecem printr-o perioada dificila pentru antibiotice.
Datorita utilizarii exagerate si neadecvate a lor, organismele de care trebuie sa ne protejeze devin din ce in ce mai rezistente si reusesc sa se adapteze astfel incat antibioticele nu mai au acelasi efect.
Deja sunt semne de micro-organisme care au devenit imune la antibiotice care, in trecut isi faceau treaba fara nici o discutie.
O dificultate suplimentara pentru producatorii de medicamente este ca sursa antibioticelor este destul de restransa in momentul de fata.
Se cauta noi directii in care putem merge in crearea de noi antibiotice, dar pana acum, majoritatea cercetarilor se fac in descoperirea de noi compusi gasiti in natura, nu in modalitatile exacte prin care am putem interveni asupra micilor daunatori.
De aceea, lucrarea publicata in revista Nature, vine cu o noua speranta in intelegerea interactiunii intre bacterii si mediul inconjurator si de asemenea poate deschide calea unei noi generatii de antibiotice, create prin observarea directa a microorganismelor.
Conform unei cercetari efectuate de Universitatea Oxford impreuna cu Universitatea din York, descoperirea modului in care un grup de bacterii se adapteaza rapid la schimbarea conditiilor de crestere ar putea avea implicatii pentru dezvoltarea antibioticelor viitoare. Condusa de profesorul Colin Kleanthous de la Oxford si Dr. Christoph Baumann de la York, cercetarea a implicat, de asemenea, colaboratori cheie precum Mark Sansom de la Oxford si Iacov Piehler de la Universitatea din Osnabrück.
Bacteriile gram-negative sunt o cauza majora a bolilor, in mare parte pentru ca au o membrana exterioara robusta, care le protejeaza impotriva sistemului imunitar si de unele antibiotice. Ele pot trai intr-o gama larga de medii, care, pentru Escherichia Coli – E. coli – include atat apa din rauri cat si in interiorul oamenilor si animalelor.
Bacteriile au mecanisme de reglementare complexe care asigura componentele proteice potrivite unui anumit habitat pentru membrana exterioara (PME – proteinele membranei exterioare). Insa nu este foarte cunoscut modul in PME sunt inlocuite in membrana exterioara atunci cand bacteriile se adapteza la schimbarile conditiilor de crestere.
Am petrecut multi ani incercand sa clarificam ce ar putea determina receptorii sa se comporte in acest fel, ca si cum ceva i-ar inghesui inauntru.
Noua cercetare descrie modul in care bacteriile sunt capabile sa-si schimbe proteinele si cum schimbarea este strans legata de procesul de insertie a proteinelor in membrana. Cercetatorii urmaresc cum toxinele produse de unele tulpini de E. coli, numite colicine, isi fac loc in bacterii prin receptori specifici PME. Folosind o singura molecula fluorescenta in microscopie, au observat ca receptorii colicinei au un comportament neobisnuit in membrana.
Insule PME
Cercetatorii au descoperit ca sute de receptori se inghesuie formand buchete in membrana exterioara, structuri denumite „insule PME”.
Oamenii de stiinta au replicat comportamentul aparent complex al PME in bacterii Gram-negative folosind proteine purificate intr-un sistem de membrana artificiala. Astfel au constatat ca PME au o tendinta naturala de auto-asociere. Insulele PME contin o masina moleculara importanta, care este responsabila pentru introducerea unor noi PME in membrana.
„Nu am fost surprinsi sa descoperim masinile de insertie PME in insule, dar a fost complet neasteptata descoperirea ca aceste masini se inchid pe masura ce membrana exterioara se maturizeaza” a explicat Dr. Baumann, de la Departamentul de Biologie de la York.
Desi motivul nu este clar, aceasta este o parte importanta a noului mecanism, deoarece acest lucru inseamna ca PME-urile vechi si noi nu se combina. Cercetatorii au descoperit ca PME-urile vechi sunt impinse pana la marginile unei celule in crestere in timp ce PME-uri noi se introduc in zona centrala a celulei. Dupa doua divizii de celule, celulele par ca nu mai au PME originale. In termeni simpli, o bacterie ca E. coli isi poate schimba membrana exterioara de proteine in doar doua generatii.
Profesorul Kleanthous si Dr. Baumann cred ca munca lor de colaborare, in curs de desfasurare, care a inceput atunci cand primul a fost un membru al Departamentului de Biologie de la York, va avea un impact major asupra intelegerii membranei exterioare bacteriene.
Cei doi cred ca aceasta ”ofera numeroase cai noi de cercetare si sugereaza, de asemenea, noi obiective in dezvoltarea antibioticelor, de exemplu pentru intreruperea insulelor PME”.
Surse si Linkuri utile:
1. Antibioticele
2. Revista Nature
3. Oxford University
4. York University
5. Prof. Colin Kleanthous
6. Dr. Christoph Baumann
7. Prof. Mark Sansom
8. Iacov Piehler
9. Universität Osnabrück
10. Gram-negative Bacteria
11. Escherichia Coli
12. OMP – Outer Membrane Proteins
13. Colicines
Sursa articol: Oxford University | Sursa imagine: Flickr.com
