הפתוגן החיידקי האופורטוניסטי Pseudomonas aeruginosa מסוכן בשל עמידותו לאנטיביוטיקה מרובת. צוות מחקר מאוניברסיטת היינריך היינה דיסלדורף (HHU) וממרכז המחקר Jülich (Forschungszentrum Jülich – FZJ) מצא כעת מנגנון המאפשר להחליש את הארסיות של הפתוגן. בהתבסס על ידע זה, ניתן לפתח גישה חדשה לאנטיביוטיקה, כפי שמסבירים המחברים בכתב העת המדעי JACS Au. עורכי כתב העת הקדישו כתבת שער לתגלית זו.
החיידק Pseudomonas aeruginosa לעתים קרובות גורם למה שנקרא "זיהום נוסוקומיאלי" בבני אדם. לכן זהו אחד מחיידקי בית החולים המסוכנים שעמידים למספר אנטיביוטיקה. חולים מדוכאי חיסון מושפעים במיוחד. ארגון הבריאות העולמי (WHO) הציב P. aeruginosa ברשימת "פתוגנים עדיפות" שעליהם להתמקד מאמצי המחקר כדי למצוא אפשרויות טיפול חדשות.
לחיידק יש קשת רחבה של גורמי ארסיות גורמי מחלות. אלה כוללים את ה"פוספוליפאזות מסוג A" (PLA1): אנזימים שעלולים לפגוע בממברנה של התא המארח וגם לשבש רשתות איתות שונות בתאים הנגועים. עבודה ראשונית (DOI: 10.7554/eLife.72824) הראתה שהאנזים PlaF מ P. aeruginosa הוא PLA1 שגם משנה את פרופיל הממברנה ובכך תורם לארסיות של החיידק.
קבוצות המחקר של פרופסור ד"ר הולגר גוהלקה (מכון HHU לכימיה פרמצבטית ורפואה ו-IBG-4: ביואינפורמטיקה ב-FZJ) ופרופסור ד"ר קרל-אריך ייגר (מכון HHU לטכנולוגיית אנזים מולקולרי ב-FZJ) זיהו כעת מנגנונים מולקולריים שבהם המדיום -חומצות שומן חופשיות משרשרת מווסתות את פעילות ה-PlaF.
החוקרים ביצעו סימולציות מולקולריות כמו גם מחקרי מעבדה ומבחני in vivo. כל גישות המחקר הללו הראו השפעה עקיפה של חומצות השומן על מיקומה של PlaF בממברנה החיידקית וכן השפעה ישירה על ידי חסימת המרכז הפעיל של האנזים. בשני הדרכים, הפעילות של PlaF מופחתת.
מצד אחד, התוצאות מספקות עדות לכך שמשחק הגומלין בין מנגנונים הוא גורם רגולטורי לתפקוד PlaF. פרופסור גוהלקה: "הצלחנו לפענח את היחסים המורכבים הללו רק באמצעות אינטראקציה של טכניקות בעזרת מחשב וניסוי במסגרת הפרויקטים הממומנים על ידי CRC 1208."
מצד שני, התוצאות תורמות להבנת תפקידן הרגולטורי של חומצות השומן. ייתכן שניתן יהיה להעביר את התוצאות לחלבוני ממברנה אחרים בעלי מבנה דומה ל-PlaF.
לבסוף, הם גם פותחים נקודות מבט חדשות על האופן שבו ניתן לעכב PlaF.
זוהי גישה מבטיחה לפיתוח אנטיביוטיקה חדשה נגד P. aeruginosa. אלה נחוצים בדחיפות כדי להילחם בפתוגנים המסוכנים בבתי החולים".
פרופסור ד"ר קרל אריך ייגר, מכון HHU לטכנולוגיית אנזים מולקולרי ב-FZJ
CRC 1208
מרכז המחקר השיתופי (CRC) 1208 "זהות ודינמיקה של מערכות ממברנה – ממולקולות לתפקודים תאיים" רואה בממברנות את אחת הישויות המבניות החשובות ביותר של תאים ביולוגיים. ממברנות הן האתר של תהליכים ביולוגיים אלמנטריים רבים: הן שולטות בהובלת חומרים פנימה ומחוץ לתא ומייצגות את המחסום הראשון מפני פתוגנים.
בראש המרכז למחקר שיתופי עומד HHU ומעורבים בו מכונים מהפקולטה למתמטיקה ומדעי הטבע והפקולטה לרפואה באוניברסיטה, יחד עם מרכז המחקר Jülich.
