Antibiotik semulajadi menghilangkan bakteria pertahanan mereka
Penyelidikan baru mendapati bahawa antibiotik yang berasal dari serangga dapat memusnahkan membran pelindung dari beberapa bakteria tahan dadah yang paling lazim. Ini dapat membuka jalan untuk kelas antibiotik baru yang dapat membantu mengatasi krisis ketahanan dadah semasa.
Di Amerika Syarikat, ketahanan terhadap antibiotik menyebabkan lebih dari 2 juta penyakit dan 23.000 kematian setiap tahun.
Pertubuhan Kesihatan Sedunia (WHO) meninjau setengah juta orang dan mendapati bahawa lima bakteria tahan dadah yang paling biasa adalah:
- Escherichia coli
- Klebsiella pneumoniae
- Staphylococcus aureus
- Streptococcus pneumoniae
- Salmonella
Dengan pengecualian S. pneumoniae dan S. aureus, semua perkara di atas adalah bakteria Gram-negatif. Nama itu berasal dari Hans Christian Gram, seorang doktor yang mengembangkan ujian Gram. Ini adalah ujian noda kimia yang membahagi bakteria menjadi Gram-positif dan Gram-negatif.
Mencari kaedah baru untuk memusnahkan bakteria Gram-negatif adalah cabaran utama, dengan beberapa implikasi penting bagi krisis kesihatan awam yang semakin meningkat iaitu ketahanan terhadap antimikroba.
Penyelidikan baru mungkin telah menemui cara untuk menembusi pertahanan bakteria ini. Para saintis di University of Zurich (UZH) di Switzerland mendapati bahawa thanatin, antibiotik yang berlaku secara semula jadi yang dihasilkan oleh serangga yang disebut bug askar spined, dapat menyerang membran luar bakteria Gram-negatif.
John A. Robinson, dari Jabatan Kimia di UZH, adalah pengarang terakhir dan terakhir dari makalah baru itu, yang baru-baru ini diterbitkan dalam jurnal Kemajuan Sains.
Menghentikan mekanisme pertahanan diri bakteria
Robinson menjelaskan motivasi untuk kajian baru-baru ini, dengan mengatakan, "Walaupun ada usaha besar dari penyelidik akademik dan syarikat farmasi, terbukti sangat sukar untuk mengenal pasti sasaran bakteria baru yang berkesan untuk penemuan antibiotik."
"Salah satu cabaran utama adalah mengidentifikasi mekanisme baru tindakan antibiotik terhadap bakteria Gram-negatif yang berbahaya."
Seperti yang dijelaskan oleh Robinson dan rakan-rakannya dalam makalah mereka, membran luar yang tidak simetri melindungi bakteria Gram-negatif. Lapisan ganda ini terdiri daripada molekul lipopolysaccharide (LPS) di bahagian luar dan membran gliserofosfolipid di lapisan dalam.
Para penyelidik menggunakan model E coli dan kajian pengikatan in vitro untuk menguji sama ada antibiotik thanatin dapat mengikat protein tertentu yang disebut "Lpt protein," yang membuat jambatan dari membran dalam ke membran luar lapisan ganda yang melindungi bakteria Gram-negatif.
Jambatan ini kemudian digunakan untuk mengangkut molekul LPS ke bahagian luar membran, mewujudkan penghalang pertahanan.
Analisis makmal mendapati bahawa thanatin menyekat interaksi antara protein yang diperlukan untuk membentuk jambatan. Ini bermaksud bahawa molekul LPS tidak dapat mencapai tujuannya, menghalang keseluruhan membran luar asimetri pelindung terbentuk. Tanpa pertahanannya, bakteria tersebut menyerah pada antibiotik.
"Hasil ini," kata penulis, "mengetengahkan paradigma baru untuk tindakan antibiotik, yang mensasarkan rangkaian interaksi protein-protein yang dinamis yang diperlukan untuk pemasangan kompleks Lpt di E coli.”
"Hasilnya juga mengenal pasti satu peptida yang berlaku secara semula jadi sebagai titik awal pengembangan calon klinikal yang menargetkan patogen bakteria Gram-negatif yang berbahaya," tambah mereka.
Robinson mengulas hasilnya, dengan mengatakan, "Penemuan ini menunjukkan kepada kita cara untuk mengembangkan bahan yang secara khusus menghalang interaksi protein-protein dalam sel bakteria."
"Ini adalah mekanisme tindakan yang belum pernah terjadi sebelumnya untuk antibiotik dan segera menyarankan cara untuk mengembangkan molekul baru sebagai antibiotik yang menargetkan patogen berbahaya."
John A. Robinson
