Antibiotica worden over de hele wereld vaak gebruikt om ziekten te genezen die door bacteriën worden veroorzaakt. Maar zoals de Wereldgezondheidsorganisatie en andere internationale instanties hebben opgemerkt, de wereldwijde toename van antibioticaresistentie is een snel verergerend probleem. En aangezien antibiotica ook een essentieel onderdeel zijn van de moderne geneeskunde, als profylactische behandeling tijdens operaties en kankertherapie, toenemende resistentie van bacteriën vormt een nog groter gevaar.

Daarom zijn onderzoekers bezig met het bedenken van strategieën om deze bedreiging voor de menselijke gezondheid aan te pakken - en de Université de Montréal loopt voorop in de strijd.

Een van de manieren waarop antibioticaresistentiegenen zich in ziekenhuizen en in het milieu verspreiden, is dat de genen worden gecodeerd op plasmiden die tussen bacteriën worden overgedragen. Een plasmide is een DNA-fragment dat wordt aangetroffen in bacteriën of gisten. Het draagt ​​genen die nuttig zijn voor bacteriën, vooral wanneer deze genen coderen voor eiwitten die bacteriën resistent kunnen maken tegen antibiotica. Nu heeft een team van wetenschappers van de afdeling Biochemie en Moleculaire Geneeskunde van UdeM een nieuwe aanpak bedacht om de overdracht van resistentiegenen te blokkeren. De studie van Bastien Casu, Tarun Arya, Benoit Bessette en Christian Baron verscheen begin november in Wetenschappelijke rapporten .

Een bibliotheek van moleculen

De onderzoekers screenden een bibliotheek van kleine chemische moleculen op moleculen die binden aan het TraE-eiwit, een essentieel onderdeel van de plasmide-overdrachtsmachinerie. Analyse met röntgenkristallografie onthulde de exacte bindingsplaats van deze moleculen op TraE. Dankzij nauwkeurige informatie over de bindingsplaats konden de onderzoekers krachtigere bindingsmoleculen ontwerpen die, uiteindelijk, verminderde de overdracht van antibioticaresistente, gendragende plasmiden.

Baron hoopt dat de strategie kan worden gebruikt om meer remmers van de overdracht van resistente genen te ontdekken.

"Je wilt de 'zachte plek' op een eiwit kunnen vinden, en richten en porren zodat het eiwit niet kan functioneren, " zei Baron, vice-decaan onderzoek en ontwikkeling van de Faculteit Geneeskunde. "Andere plasmiden hebben vergelijkbare eiwitten, sommige hebben verschillende eiwitten, maar ik denk dat de waarde van ons onderzoek naar TraE is dat we, door de moleculaire structuur van deze eiwitten te kennen, methoden kunnen bedenken om hun functie te remmen."

Werken met IRIC

Voortbouwend op hun bemoedigende nieuwe gegevens, Baron en zijn collega's werken nu samen met de medicinale chemici van UdeM's IRIC (Institut de recherche en immunologie et cancérologie) om de nieuwe moleculen te ontwikkelen tot krachtige remmers van genoverdracht van antibioticaresistentie. Dergelijke moleculen zouden ooit kunnen worden toegepast in klinieken in ziekenhuizen die broeinesten zijn van weerstand, Baron hoopt.

uiteindelijk, het verminderen van de overdracht van antibioticaresistentie-plasmiden kan helpen de potentie van antibiotica te behouden, bijdragen aan een algemene strategie om de menselijke gezondheid te helpen verbeteren, hij voegde toe.

"Het mooie van waar we hier aan werken, is dat de eiwitten erg lijken op eiwitten die bacteriën gebruiken om ziekten te veroorzaken. Dus van wat we hebben geleerd over het TraE-eiwit en over het vinden van zijn 'zwakke plek', ' kunnen we deze aanpak ook toepassen op andere bacteriën die ziekten veroorzaken. Een daarvan is Helicobacter pylori, dat is een maagpathogeen dat zweren en maagkanker veroorzaakt. Daar werken we nu specifiek aan, maar er zijn er nog veel meer."

Vier jaar werk

Het kostte het UdeM-team vier jaar om tot de bevindingen te komen die nu worden gepubliceerd - genoeg tijd om antibioticaresistentie te laten uitgroeien tot een steeds zorgwekkender wereldwijd probleem.

UdeM kinderarts Joanne Liu, de internationale voorzitter van Artsen zonder Grenzen, noemde het "een tsunami, " en Baron gelooft dat ze niet overdrijft. "Het is een heel goed beeld om te gebruiken, omdat we allemaal weten dat het eraan komt. Het is niet als een plons in je gezicht elke dag, maar we zien allemaal dat het tij stijgt.

"Ze zeggen dat tegen 2050, 50 miljoen mensen zullen sterven aan antibioticaresistente infecties, " zei de in Toronto geboren, Duits opgevoed onderzoeker. "De dag dat we infecties niet met antibiotica kunnen behandelen, komt eraan. mensen moeten hoop hebben. De wetenschap zal nieuwe ideeën en nieuwe oplossingen voor dit probleem brengen. Er is nu een grote mobilisatie gaande in de wereld over dit onderwerp. Ik zou niet zeggen dat ik me veilig voel, maar het is duidelijk dat we vooruitgang boeken."