Onderzoek van de Universiteit van Illinois in Chicago suggereert de duur van obligaties, geen hechting, is misschien wel de belangrijkste differentiator tussen antibiotica die bacteriën doden en antibiotica die alleen de groei van bacteriën stoppen.

Hoewel beide soorten antibiotica worden gebruikt om een ​​verscheidenheid aan bacteriële infecties te behandelen, bacteriedodende antibiotica - die bacteriën doden - kunnen voor kortere perioden worden ingenomen, worden geassocieerd met een lager risico op herhaling van de infectie en genezen de infectie vaak veel beter dan bacteriostatische antibiotica.

"Bacteriostatische antibiotica werken door de groei van bacteriële cellen te vertragen, terwijl het immuunsysteem van het individu de infectie bestrijdt, " zei Alexander Mankin, hoofdauteur van de studie en directeur van het Centrum voor Biomoleculaire Wetenschappen in het UIC College of Pharmacy. "Vaak, dit is voldoende om een ​​infectie te behandelen; maar als het immuunsysteem niet sterk genoeg is, de infectie kan aanhouden."

Helaas, er is niet veel bekend over waarom de soms vergelijkbare antibiotische moleculen anders interageren met bacteriën in het lichaam.

Mankin en zijn collega's keken naar een klasse antibiotica, macroliden genaamd, die werken door zich te binden aan het ribosoom van de bacteriën om de eiwitsynthese te stoppen. Echter, terwijl macrolide-antibiotica allemaal qua structuur vergelijkbaar zijn en op hetzelfde moleculaire doelwit (het ribosoom) werken, sommige zijn bacteriedodend en andere zijn bacteriostatisch.

Met behulp van een nieuwe techniek ontwikkeld door Maxim Svetlov, een postdoctoraal onderzoeker in het laboratorium van Mankin en Nora Vázquez-Laslop, een universitair hoofddocent in het centrum, de onderzoekers bestudeerden de verschillen tussen de bacteriostatische en bacteriedodende macroliden. De techniek maakt het mogelijk om te analyseren hoe nauw de medicijnen interageren met het ribosoom en om de snelheid te meten waarmee de antibiotica zich kunnen loskoppelen van het doelwit.

"Onderzoekers denken meestal dat het de strakheid van de binding van het medicijn aan het ribosoom is die het verschil maakt tussen een antibioticum dat bacteriën doodt en een antibioticum dat alleen de groei van bacteriën vertraagt, "zei Mankin. "Daarom, we waren verrast toen we ontdekten dat de strakheid van de medicijnbinding niet het vermogen van het medicijn om bacteriën te doden definieert.

"In plaats daarvan begrepen we dat bacteriedodende medicijnen in een aanzienlijk langzamer tempo dissociëren van het ribosoom, ' zei Mankin.

De aanwezigheid van een verlengde zijketen in de structuur van het antibioticum functioneert "als een extra hand om het ribosoom vast te houden; het zorgt ervoor dat het medicijn voor een langere periode kan binden, ' zegt Mankin.

De bevindingen, gepubliceerd in de Proceedings van de National Academy of Sciences , bieden een nieuwe en voorheen onontgonnen mogelijkheid.

"De resultaten van deze studie suggereren dat als we het hebben over het werkingsmechanisme van antibiotica, we moeten praten over meer dan 'hoe strak' een medicijn bindt, " Zei Mankin. "We moeten ook praten over kinetiek en de snelheid waarmee een medicijn zich losmaakt van het ribosoom."

Naast het verbeteren van de resultaten voor personen die een antibioticabehandeling nodig hebben, vooral voor patiënten die immuungecompromitteerd zijn, inzicht in het verschil tussen bacteriostatische en bacteriedodende antibiotica kan ook helpen om het probleem van de toenemende antibioticaresistentie in de samenleving aan te pakken.

"Als we deze mechanismen kunnen begrijpen, we in staat zijn om de snelheid waarmee antibioticaresistentie zich ontwikkelt en herhaalde infecties optreden, te verminderen, ' zei Mankin.