Yaygın olarak kullanılan bir antibiyotik sınıfı, sert zırhlarını parçalayarak E. coli gibi bakterileri öldürüyor gibi görünüyor
Üst görüntü tedavi edilmemiş bir E.Coli bakterisini gösterir; Altta, 90 dakika antibiyotik polimiksin B’ye maruz kaldıktan sonra bir bakteri gösterir
Polimiksinler olarak adlandırılan antibiyotiklerin bakterilerin zırhını delme şekli, ilaca dirençli enfeksiyonlar için yeni tedaviler geliştirmemize yardımcı olabilecek yüksek çözünürlüklü mikroskopi ile çarpıcı ayrıntılarla ortaya çıkmıştır.
Polimiksinler, pnamoni, menenjit ve tifo ateşi gibi enfeksiyonlara neden olabilecek bazı gram negatif bakterilere karşı son derece tedavi olarak yaygın olarak kullanılır. Imperial College London’daki Andrew Edwards, “En iyi üç Dünya Sağlık Örgütü öncelikli patojenleri gram negatif bakterilerdir ve bu büyük ölçüde karmaşık hücre zarflarının bir yansımasıdır” diyor.
İç hücrelerinin etrafında, bu bakteriler, zırh gibi hareket eden lipopolisakkaritler adı verilen molekülleri içeren bir dış yüzey tabakasına sahiptir. Polimiksinlerin bu dış tabakayı hedeflediğini biliyorduk, ancak tam olarak nasıl bozulduklarını ve sonra bakterileri öldürdüklerini anlaşılmadı; Uyuşturucuların neden her zaman işe yaramadığı da değildi.
Şimdi, Edwards ve meslektaşları biyokimyasal deneyler ve atomik kuvvet mikroskopisi-sadece birkaç nanometre genişliğinde bir iğne, şeklini algılayarak bir hücre görüntüsünü yaratır-terapötik olarak kullanılan iki polimiksin, polimiksin B olarak adlandırılan, daha garip çıkıntıların tuhaf çıkıntılara neden olduğunu ortaya koymak E. coli.
Çıkırmalar ortaya çıktıktan birkaç dakika sonra bakteri, araştırmacıların içinde bulundukları çözeltide tespit ettikleri lipopolisakkaritlerini hızlı bir şekilde dökmeye başlar.
Araştırmacılar, antibiyotiğin varlığının, savunma duvarına gittikçe daha fazla lipopolisakkarit koymaya çalışmak için bakteriyi tetiklediğini söylüyor. Ancak tuğlalar ekledikçe, aynı zamanda bazılarını döküyor, geçici olarak savunmalarında boşluklar bırakıyor, bu da antibiyotiğin girmesine ve öldürmesine izin veriyor.
“Antibiyotikler biraz bu tuğlaların duvardan çıkmasına yardımcı olan bir levye gibidir” diyor Edwards. “Dış zar parçalanmıyor; düşmez. Ancak antibiyotiğin ikinci zarın ardından ulaşabileceği açık boşluklar var.”
O ve meslektaşları da antibiyotiğin neden her zaman işe yaramadığını ortaya çıkardılar: sadece aktif ve büyüyen bakterileri etkiledi. Bakteriler uykuda olduğu zaman, besin yoksunluğu gibi çevresel stresten kurtulmak için girebilecekleri bir durum olduğunda, polimiksin B etkisizdi, çünkü zırhını üretmiyordu.
Polimiksin B’ye maruz kalan E. coli görüntüleri, membranın dış tabakasında soldan sağa değişiklikler gösteriyor: tedavi edilmemiş; 15 dakikalık antibiyotik maruziyetinden sonra bakteri; 30 dakika sonra; 60 dakika sonra; 90 dakika sonra
Ancak araştırmacılar, şeker sağlamanın E. coli Hücreler onları bu hareketsiz durumdan uyandırdı ve 15 dakika içinde zırh üretimi yeniden başladı ve hücreler öldürüldü. Aynı şeyin terapötik olarak kullanılan diğer polimiksin antibiyotikleri için de uygulanması bekleniyor, polimiksin E.
Edwards, insanlara şeker vererek hareketsiz bakterileri hedeflemenin mümkün olabileceğini, ancak bu patojenleri hareketsiz durumlarından uyandırmanın tehlikeleri olduğunu söylüyor. “Bir enfeksiyon bölgesindeki bakterilerin hızla çoğalmaya başlamasını istemiyorsunuz çünkü bunun kendi dezavantajları var” diyor. Bunun yerine, bakterileri uyandırmadan hazırda bekletme durumunu atlamak için farklı ilaçları birleştirmek mümkün olabilir.
