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抗生素耐受性研究为新疗法铺平道路

一项新的研究确定了一种机制,该机制可使细菌对青霉素和相关抗生素具有耐受性,这一发现可能会导致新疗法的出现,从而提高这些疗法的有效性。

与细菌耐药性相反,当细菌实际上在存在抗生素的情况下生长时,抗生素耐受性是细菌在暴露于抗生素后生存的能力。耐性细菌可以导致感染,这种感染在治疗后仍然存在,并且随着时间的流逝可能发展为耐药性。

2月3日发表在《EMBO Reports》杂志上的老鼠研究“多方面的细胞损伤修复和预防途径促进了对β-内酰胺类抗生素的高度耐受” ,这归功于系统如何减轻细菌对铁的毒性,从而产生了耐受性。曾暴露于青霉素。

“我们希望我们能设计出一种药物或开发出能够基本上杀死这些耐受细胞的抗生素佐剂,”农业和农业大学威尔细胞与分子生物学研究所微生物学助理教授托比亚斯·多尔说。生命科学。

共同作者包括旺家族家族一百周年学院的学者Ilana Brito和工程学院Meinig生物医学工程学院的助理教授,以及威尔·康奈尔大学的病理学和实验室医学副教授Lars Westblade。

一些细菌,包括研究中使用的模式细菌霍乱弧菌,可引起人类霍乱,它们对青霉素和相关的抗生素(称为β-内酰胺抗生素)具有明显的耐受性。长期以来,人们都知道β-内酰胺类抗生素会破坏细菌的细胞壁,但是人们对细菌如何在失去细胞壁的情况下生存仍然知之甚少。

在这项研究中,研究人员开发了霍乱弧菌突变体,该突变体缺少控制组成多种功能的基因网络的两组分损伤修复应答系统。如果没有这种称为VxrAB的系统,当细胞壁被抗生素破坏时,电子在细胞膜上的转移就会出错,导致电子最终落在错误的分子上。这种方向错误会导致过氧化氢积聚在细胞内,从而改变细胞铁的氧化状态,并破坏细胞发出的信号,以告知细胞中有多少铁。

在存在过氧化氢的情况下,突变细菌无法感知已获取了多少铁,并且其行为就像是饿死了铁并试图获取更多的铁。根据研究人员进行的实验,如果不加以控制,这些情况会导致铁毒性,从而杀死细胞。在试管和小鼠中,用突变霍乱弧菌进行的进一步测试中,研究人员表明,减少铁的流入量可以增加细菌对β-内酰胺的耐受性。

幸运的是,对于正常的霍乱弧菌,暴露于抗生素和细胞壁破裂会激活VxrAB系统,该系统可修复细胞壁并下调铁摄取系统,从而产生抗生素耐受性。需要更多的研究来了解在存在β-内酰胺类抗生素的情况下是什么触发了VxrAB系统。

这项研究为开发可以与抗生素结合使用的新药物打开了大门,这些药物可以利用氧化损伤和耐性细菌中的铁流入。在未来的工作中,研究人员将寻找对其他细菌病原体的平行耐受机制。

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