Forskere afslører superbugs artilleri

Forskere fra Monash Universitys Biomedicine Discovery Institute (BDI) har skabt den første højopløselige struktur, der afbilder en afgørende del af 'superbugen' Pseudomonas aeruginosa, klassificeret af WHO som havende den højeste trussel mod menneskers sundhed. Billedet identificerer den 'nanomaskine', der bruges af de meget virulente bakterier til at udskille toksiner, peger vejen for lægemiddeldesign rettet mod dette.

P. aeruginosa er en af ​​en række bakterier, der udvikler en alarmerende resistens over for flere lægemidler, vækker bekymring over hele verden om fremkomsten af ​​pan-resistente organismer.

Dets virulens skyldes i høj grad bakteriernes evne til at udskille en række toksiner og enzymer, der inficerer værtsmiljøet.

I et papir offentliggjort i denne uge i online-tidsskriftet mBio , BDI-forskere undersøgte en protein-nanomaskine på overfladen af ​​de bakterieceller, der er ansvarlige for udskillelsen af ​​disse toksiner. Nanomaskinen, kaldet Type II sekretionssystem, er ansvarlig for udskillelsen af ​​P. aureginosas mest toksiske virulensfaktor, Exotoxin A.

"Det er første gang, vi har set, hvordan Pseudomonas aeruginosa udskiller dette vigtige toksin, " sagde førsteforfatter Dr. Iain Hay.

"Denne form for første kig er spændende og fortæller os, at det næste trin i lægemiddeldesign kan være muligt, " han sagde.

"Hvis du kender strukturen af ​​denne pore i den bakterielle membran, der pumper de toksiner ud, der er vigtige for virulens, du kunne designe en molekylær 'prop' for at tilstoppe den."

Et sådant lægemiddel kunne potentielt reducere virulens ved at stoppe udskillelsen af ​​toksiner, mens andre lægemidler arbejdede på at fjerne selve infektionen, sagde Dr. Hay.

Forskerne, ledet af Monash BDI's professor Trevor Lithgow, brugt banebrydende elektronmikroskopi baseret på Ramaciotti Center for Cryo-Electron Microscopy (Monash University) til at visualisere nanomaskinporen. De brugte titusindvis af billeder skabt af mikroskopets stråle til at rekonstruere et næsten atomær opløsning 3-D kort over 14 nanometer pore. En nanometer er en milliontedel af en millimeter.

"Titan Krios-mikroskopet ved Monash gjorde det muligt for os at se vigtige molekylære detaljer om denne nanomaskine, som har vist sig at være uhåndgribelig i årtier, " sagde Dr Hay.

Metoden udviklet af forskerne ville være anvendelig til andre relaterede bakterieoverfladenanomaskiner, han sagde.