בקרב המתמשך נגד חיידקים עמידים לאנטיביוטיקה, חוקרי MSU גילו תגלית שיכולה לעצב מחדש את האופן בו אנו מכוונים לפתוגנים קטלניים כמו זיהומי סטף.
Staphylococcus aureusהידוע בכינויו 'Staph', הוא קבוצה של חיידקים שנמצאים לעתים קרובות על העור ובאף של אנשים בריאים. אמנם סוגים רבים של STAPH אינם מזיקים, אך חלקם יכולים לגרום לזיהומים חמורים. זן מסוכן במיוחד הוא MRSA, או Staphylococcus aureus העמידה במתיצילין, העמידה בפני אנטיביוטיקה רבים הנפוצים. MRSA וזיהומי STAPH אחרים יכולים לנוע בין מצבי עור קלים ועד זיהומי דם מסכנים חיים.
מחקר חדש שנערך על ידי חוקרים ממחלקת המיקרוביולוגיה של MSU, גנטיקה ואימונולוגיה, או MGI, בהובלת בוגר ה- PHD האחרון של MGI, טרוי ברטצ'ט, מגלה כי חיידק זה הוא בעל רמה מפתיעה של יתירות מטבולית, ומאפשר לו לשרוד גם כאשר אנזימים מפתח. עם זאת, כאשר מוסרים שני אנזימים ספציפיים, STAPH לא מדביק את המארח שלו בקלות, תובנה שעלולה להוביל להתפתחות של סוגים חדשים לחלוטין של אנטיביוטיקה.
המחקר נתמך על ידי מענק של המוסדות הלאומיים לבריאות.
בלב המחקר, שפורסם לאחרונה בו MBIOהוא סוג של מולקולות הנקראות איזופרנואידים, החיוניים להישרדות חיידקים. מולקולות אלה מעורבות בכל דבר, מייצור פיגמנט ועד נשימה וסינתזת דופן התא.
באופן מסורתי, האמין כי אנזים הנקרא ISPA אחראי בלעדי לייצור אחד מאבני הבניין של איזופרנואידים הנקראים איזופרנואידים קצרים. אבל כאשר החוקרים יצרו מוטציות סטף ללא הגן, ispaזה מקודד ל- ISPA, החיידקים המשיכו לשרוד-תוצאה בלתי צפויה ששיקה בחקירה עמוקה יותר.
אז איך בעולם היא מוטציה ב ispa בַּר חַיִים? איך התא יכול לסבול את זה? זה באמת מה שהתחיל את הפרויקט הזה. זו הייתה באמת רק חקירה מדעית בסיסית. "
טרוי ברטצ'ט, בוגר PhD של MGI
ברטצ'ט עובד במעבדה של פרופסור חבר MGI ניל האמר. יחד הם שיערו כי אנזים אחר עשוי לפצות על אובדן ISPA. הם הפנו את תשומת ליבם ל- HEPP, אנזים נוסף שנמצא בסטאף ובאותה מעמד של ISPA, וגילו שהוא משתתף במסלולי לא מוכרים בעבר, כולל סינתזה של מולקולה החיונית לנשימה.
עם מידע חדש זה, הם הגיעו למסקנה כי HEPT חייב לפצות על ה- ISPA החסר על ידי הפקת האיזופרנואידים הקצרים.
כדי לבחון את התיאוריה שלהם, סטודנטית דוקטורט של ברטצ'ט, פטיש ותלמיד MGI ג'סיקה ליסנה הכפילה כפולה מוטנט חסר שניהם ispa וכן Hepp, הגן המקודד את האנזים המקביל, hept. באופן מפתיע, החיידקים היו עדיין בר -קיימא, מה שמרמז על קיומו של שליש– לא מזוהה אנזים שמפצה על אובדן שני האחרים.
"אחת המסקנות היא שיש רמה מדהימה של יתירות בסינתזה של איזופרנואיד ב ש. אוורוס"אמר ברטצ'ט." זה מעולם לא הוכח לפני כן. "
יתירות זו יכולה להיות תופעה רחבה. מסלולי סינתזת איזופרנואידים שמורים מאוד על פני מינים חיידקיים, כלומר הממצאים יכולים לחול על פתוגנים אחרים כמו E. coli ו- Pseudomonas.
ההשלכות על התפתחות אנטיביוטית הינן משמעותיות. התנגדות לאנטיביוטיקה נמצאת במגמת עלייה והופכת לדאגה הולכת וגוברת, שכן חיידקים מוצאים דרכים לסכל אנטיביוטיקה קיימת, והתנגדות לתרופה אחת יכולה להעניק עמידות בפני אחרים באותה מעמד. על ידי זיהוי מסלולי מטבוליות חדשים, שלא היו ממוקדים בעבר, מקווים החוקרים לפתח תרופות שחידקים טרם פיתחו הגנות נגדן.
"אם זה חדש, כנראה שאין התנגדות קיימת לזה," אמר ברטצ'ט. "יתכן שיהיה קשה יותר להשיג התנגדות לזה, ותוכלו להשתמש יותר מהאנטיביוטיקה ההיא."
במבט קדימה, הצוות מקווה שהממצאים שלהם יעניקו השראה למאמצי מחקר וגילוי סמים נוספים.
"ממצאיו של ד"ר ברטצ'ט פותחים את החקירה בכמה תחומי מחקר חדשים, כאשר הרלוונטי ביותר הוא זהותם של אנזימי הסינתזה האיזופרנואידים השלישית עם השרשרת הקצרה", אמר האמר. "זיהוי אנזים זה יספק יעדים חדשים להתערבות טיפולית."
