eLife:一种消除致命细菌耐药性的新方法

【字体: 时间:2022年02月24日 来源:eLife

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  科学家们认为,他们可能已经发现了一种对抗耐抗生素细菌的全新方法。如果成功的话,这将有助于解决一场健康危机。每年死于这种疾病的人比死于艾滋病或疟疾的人还要多。由德克萨斯大学奥斯汀分校的Despoina Mavridou领导的一个研究小组发现了一种削弱导致人类疾病的细菌抗生素耐药性的新方法。该研究小组通过抑制一种特殊的蛋白质,使细菌再次对抗生素脆弱,这种蛋白质促使细菌内部形成耐药性,称为DsbA。

  
   

Klebsiella pneumoniae bacterium destroyed    

图片:一种耐抗生素细菌(肺炎克雷伯氏菌)被抗生素和DsbA抑制剂治疗,导致其破裂和死亡。


科学家们认为,他们可能已经发现了一种对抗耐抗生素细菌的全新方法。如果成功的话,这将有助于解决一场健康危机。每年死于这种疾病的人比死于艾滋病或疟疾的人还要多。

由德克萨斯大学奥斯汀分校的Despoina Mavridou领导的一个研究小组发现了一种削弱人类疾病细菌抗生素耐药性的新方法,这些细菌包括大肠杆菌、肺炎克雷伯菌和铜绿假单胞菌,它们是耐药感染造成的大部分危害的罪魁祸首。该团队通过抑制一种特定的蛋白质,使细菌再次容易受到抗生素的攻击,这种蛋白质促使细菌内部形成耐药性。

分子生物科学助理教授Mavridou说:“这是一种针对耐药性的全新思考方式。”

细菌对现有抗生素的耐药性越来越强,研究人员一直在努力寻找新的抗细菌药物,这使得世界容易受到致命的超级细菌的攻击。另一个研究小组1月在《柳叶刀》杂志上发表的一项研究发现,2019年全球至少有127万人死亡,抗生素耐药性是直接原因,这使抗生素耐药性成为世界上主要的死亡原因之一。

耐抗生素细菌的“武器库”中有许多不同的蛋白质可以中和抗生素。为了正常工作,这些抗性蛋白质必须被折叠成正确的形状。研究人员发现,另一种名为DsbA的蛋白质有助于将抗性蛋白质折叠成这些形状。

在最近发表在《eLife》杂志上的概念证明研究中,Mavridou和她的同事们抑制了DsbA使用不能直接用于人类患者的化学物质。该团队现在计划开发能够达到同样效果并在人类中安全使用的抑制剂。

马夫里杜说:“其他方法专注于抑制抗性蛋白质,但没有人想过要在一开始就试图阻止它们的形成。”

他们的目标是将DsbA抑制剂与现有的抗生素结合起来,以恢复药物杀死细菌的能力。因为它针对的是在危险细菌中帮助组装耐药蛋白质的机制,这种方法会阻止几种对耐药至关重要的蛋白质折叠或创建二硫键的能力,从而使它们失效。

这项研究的主要作者之一、伦敦帝国理工学院(Imperial College London)的克里斯托弗·弗尼斯(Christopher Furniss)说:“由于新抗生素的发现具有挑战性,开发延长现有抗生素寿命的方法至关重要。”“我们的研究结果表明,通过靶向二硫键的形成和蛋白质折叠,有可能逆转几种主要病原体和耐药性机制的抗生素耐药性。这意味着,未来临床上有用的DsbA抑制剂的开发,可能会为使用现有抗生素治疗耐药感染提供一种新方法。”

DsbA主要是细菌中的一种维持蛋白质,促进蛋白质的稳定性和折叠。在这项研究之前,科学家们已经知道DsbA也参与病原体的一系列功能,如帮助制造攻击宿主细胞的毒素,或协助组装可以将这些毒素输送到人体细胞并导致疾病的针状系统。但是,研究DsbA多年的Mavridou怀疑,它可能在帮助细菌抵抗抗生素的蛋白质折叠中也发挥了重要作用。她在伦敦帝国理工学院(Imperial College London)时就开始研究这种可能性,并于2020年加入德克萨斯大学奥斯汀分校(UT Austin faculty)。

“我们认为,如果抗病性蛋白的折叠需要DsbA,阻止它的工作将间接抑制它们的功能,”德克萨斯大学奥斯汀分校博士后研究员、该研究的第二主要作者妮可Kade?ábková说。在这个系统的持续工作中,Kade?ábková正在推动目前的努力,以发现对人类安全的DsbA抑制剂。


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