אנטיביוטיקה אמורה למחוק חיידקים, ובכל זאת התרופות יכולות לפעמים לחייך מיקרובים ליתרון בלתי צפוי.
מחקר חדש שנערך על ידי Rutgers Health מראה כי Ciprofloxacin, טיפול עיקרי בזיהומים בדרכי השתן, זורק Escherichia coli (E. coli) למשבר אנרגיה החוסך תאים רבים ממוות ומאיץ את התפתחות ההתנגדות המלאה.
"אנטיביוטיקה יכולה למעשה לשנות חילוף חומרים חיידקי", אמר בארי לי, סטודנט בבית הספר לרפואה של רוטגרס בניו ג'רזי, כשהוא רודף תואר דוקטור כפול לרופאים – מדענים והסופר הראשון של העיתון שפורסם תקשורת טבעו "רצינו לראות מה השינויים האלה עושים לסיכויי ההישרדות של הבאגים."
LI והסופר הבכיר ג'ייסון יאנג התמקדו באדנוזין טריפוספט (ATP), הדלק המולקולרי שמפעיל תאים. כאשר רמות ATP מתרסקות, התאים חווים "לחץ ביו -אנרגטי". כדי לחקות את הלחץ הזה, הצוות הנדס את E. coli עם ניקוז גנטי ששרף כל העת ATP או את בן דודו ניקוטינאמיד אדנין דינוקלאוטיד (NADH). לאחר מכן, הם הציגו גם את הזנים המהונדסים וגם את החיידקים הרגילים כנגד ציפרופלוקסין.
התוצאות הפתיעו את החוקרים. התרופה והגנטית מתנקזת כל אחד מהם חטפו את ה- ATP, אך במקום להאט, החיידקים התהפכו. הנשמה נסקרה, והתאים פזרו מולקולות חמצן תגוביות נוספות שיכולות לפגוע ב- DNA. התזזית הזו הניבה שתי תוצאות מטרידות.
ראשית, יותר מתאי החיידקים שרדו.
בבדיקות הריגת זמן, פי עשרה תאים לחוצים מבצעים מינון ציפרופלוקסצין קטלני בהשוואה לביקורים לא מודצים. חוטם קשוח זה, המכונה תאי התעלמות, שוכנים נמוכים עד שהתרופה נעלמת ואז מחדש לפתיחת זיהום חדש.
אנשים האשימו זה מכבר חילוף חומרים איטי בהיווצרות תאים.
"אנשים ציפו שמטבוליזם איטי יותר יגרום פחות להרוג," אמר לי. "ראינו את ההפך. התאים מעלים את חילוף החומרים כדי למלא מחדש את מיכלי האנרגיה שלהם וזה מפעיל תגובות לחץ שמאטות את ההרג."
ניסויי המשך עקבו אחר ההגנה לתגובה המחמירה, מערכת אזעקה חיידקית המתוכנת מחדש את התא תחת לחץ.
שנית, תאים לחוצים הוטלו מהר יותר כדי לפתח עמידות לאנטיביוטיקה.
בעוד שהמתקדמים שומרים על זיהומים מסריחים, עמידות גנטית יכולה להפוך תרופה חסרת תועלת על הסף. קבוצת Rutgers רכבה את E. coli באמצעות מינון הצילום של Ciprofloxacin ומצאה כי תאים לחוצים הגיעו לסף ההתנגדות ארבעה סיבובים מוקדם יותר מהתאים הרגילים. רצף DNA ובדיקות מוטציה קלאסיות הצביעו על נזק חמצוני ותיקון נוטה לשגיאות כאשמים.
השינויים במטבוליזם גורמים לאנטיביוטיקה לעבוד פחות טוב ולעזור לחיידקים להתפתח עמידות. "
ג'ייסון יאנג, פרופסור מסור
מדידות ראשוניות מראות כי ג'נטמיצין ואמפיצילין מנקזים גם ATP בנוסף לציפרופלוקסין. אפקט הלחץ עשוי להימשך פתוגנים שונים מאוד, כולל השחפת של Mycobacterium, הרגיש מאוד לזעזועי ATP.
אם כן, הגילוי מטיל אור חדש על איום עולמי. התנגדות לאנטיביוטיקה כבר תורמת ל -1.27 מיליון מקרי מוות בשנה. אסטרטגיות המתעלמות מהנפילה המטבולית של הטיפול עשויות לחסר מנוף מפתח.
הממצאים מראים מספר שינויים להתפתחות ושימוש באנטיביוטיקה.
ראשית, אנטיביוטיקה של מועמד למסך לתופעות לוואי של ניקוז אנרגיה לא מכוונות. שנית, זוג תרופות קיימות עם מאגרים אנטי -אבולוציה החוסמים את מסלולי הלחץ או מגבים את רדיקלי החמצן הנוספים. שלישית, שקול מחדש את האינסטינקט לפיצוץ זיהומים במינון הגבוה ביותר האפשרי. מחקרים קודמים והנתונים החדשים שניהם רומזים כי ריכוזים קיצוניים יכולים לעורר את עצם הלחץ המגן על חיידקים.
"חיידקים הופכים את ההתקפה שלנו למחנה אימונים," אמר יאנג. "אם נוכל לחתוך את הכוח למחנה ההוא, נוכל לשמור על האנטיביוטיקה שלנו לעבוד זמן רב יותר."
לי ויאנג מתכננים לבדוק תרכובות שמרגיעות לחץ ביו -אנרגטי בתקווה להחזיר את משבר האנרגיה החיידק לעקב אכילס ולא למגן.
