In de eeuwige wapenwedloop tussen bacteriën en door mensen gemaakte antibiotica, er is een nieuw hulpmiddel om de menselijke geneeskunde een voorsprong te geven, gedeeltelijk door bacteriële zwakheden aan het licht te brengen en mogelijk door te leiden tot meer gerichte of nieuwe behandelingen voor bacteriële infecties.

Een onderzoeksteam onder leiding van wetenschappers van de Universiteit van Texas in Austin heeft chemische sondes ontwikkeld om een ​​enzym te helpen identificeren, geproduceerd door sommige soorten E. coli en pneumokokkenbacteriën, waarvan bekend is dat ze verschillende veelvoorkomende soorten antibiotica afbreken, waardoor deze bacteriën gevaarlijk resistent zijn tegen behandeling.

"Als reactie op een behandeling met antibiotica, bacteriën hebben verschillende mechanismen ontwikkeld om die behandeling te weerstaan, en een daarvan is om enzymen te maken die in feite de antibiotica opeten voordat ze hun werk kunnen doen, " zei Emily Que, assistent-professor scheikunde en een van de toonaangevende onderzoekers van het team. "Het type hulpmiddel dat we hebben ontwikkeld, geeft ons cruciale informatie die ons dodelijke bacteriën een stap voor kan houden."

In een artikel dat gisteren online is gepubliceerd in de Tijdschrift van de American Chemical Society , de onderzoekers richtten zich op de dreiging van het bacteriële enzym New Delhi metallo-beta-lactamase (NDM). Ze wilden een molecuul maken dat gloeit als het in contact komt met het NDM-enzym. Wanneer deze chemische sondes aan een reageerbuis worden toegevoegd, ze binden aan het enzym en gloeien. Zo'n tool zou kunnen worden gebruikt om artsen te waarschuwen voor wat voor soort bacteriële dreiging hun patiënten treft en om hen te vertellen welke antibiotica ze moeten gebruiken.

NDM breekt antibiotica af in de penicilline, cefalosporine- en carbapenemklassen, die enkele van de veiligste en meest effectieve behandelingen voor bacteriële infecties zijn. Er bestaan ​​andere klassen antibiotica, maar ze kunnen meer bijwerkingen hebben, hebben meer interacties tussen geneesmiddelen en zijn mogelijk minder beschikbaar in sommige delen van de wereld.

Naast het aangeven van de aanwezigheid van het NDM-enzym, de fluorescerende chemische sonde ontwikkeld door Que en Walt Fast, een professor in de chemische biologie en medicinale chemie, kan helpen bij het vinden van een andere manier om deze resistente bacteriën te bestrijden. Een behandelingsoptie die artsen gebruiken met resistente bacteriën is het combineren van gewone antibiotica en een remmer. Hoewel er geen bekende klinisch effectieve remmer is voor NDM-producerende bacteriën, Que's sonde zou kunnen helpen er een te vinden.

Zodra de sonde aan het enzym is gebonden en begint te gloeien, als een effectieve remmer wordt geïntroduceerd, het zal de sonde losslaan en de gloed zou stoppen. Hierdoor kunnen wetenschappers zeer snel een groot aantal potentiële medicijnen testen - onderzoek Que en Fast hopen in de toekomst door te gaan.

"Dit stelt ons in staat om te werken aan het ontwikkelen van therapieën en uiteindelijk het begrijpen van evolutionaire kenmerken van dergelijke eiwitten, " zei Radhika Mehta, een recent UT Austin-doctoraat en hoofdauteur van het papier. Mehta is momenteel een postdoctoraal onderzoeker in het Merchant Lab aan de Universiteit van Californië, Berkeley.

De studie onderzocht ook een proces dat voedingsimmuniteit wordt genoemd, die afkomstig is van de productie van eiwitten door het menselijk lichaam als reactie op een infectie. De eiwitten pakken alle beschikbare metalen in het lichaam op, zoals het zink dat nodig is om NDM te maken, waardoor de bacteriën vatbaarder worden voor aanvallen.

"De evolutie van deze bacterie sinds de ontdekking in 2008 geeft aan dat het niet alleen antibioticaresistentie ontwikkelt, het probeert dit natuurlijke menselijke immuunsysteem te bestrijden. Dat is vooral eng, ' zei Que.

Que's sonde kan ook worden gebruikt om voedingsimmuniteit en NDM te bestuderen, omdat deze alleen zal gloeien in de aanwezigheid van het zink dat nodig is om het enzym te vormen.