Storming the castle:Ny opdagelse i kampen mod bakterier

Bakterier skal fornemme og reagere på ændringer i deres miljø for at overleve, og deres ydre membraner er deres første forsvarslinje. Spændende ny forskning afslører et tidligere uvurderet aspekt af dette forsvar, som kunne udnyttes til at gøre antibiotikaresistente bakterier slåbare. Forskningen, udgivelse 19. december i open access-tidsskriftet PLOS Biology af Jean-François Collet ved UCLouvains de Duve Institute i Belgien og kolleger fra University of Utah og Imperial College London, muligvis åbner døren til lovende nye behandlinger.

Bakterier dukkede op på jorden mere end en milliard år før mennesker, og i næsten 350 år har folk undersøgt dem for at forstå, hvordan de fungerer, og først og fremmest, at forsøge at bekæmpe dem, der forårsager dem skade. Flere og flere bakterier bliver resistente over for tilgængelige antibiotika, efterhånden som de tilegner sig nye forsvarsmekanismer.

Såkaldte "gram-negative" bakterier, såsom E coli (og de bakterier, der forårsager bubonic pest og gonoré), har to ydre membraner, der er adskilt af et område kendt som det periplasmiske rum. Hovedforfatter Jean-François Collet kan lide at sammenligne disse bakterier med et slot med et dobbelt beskyttende kabinet, med periplasma som den ydre bailey. Bakterieovervågning for enhver form for forstyrrelser i deres ydre membran, såsom tilstedeværelsen af ​​et membran-målrettet antibiotikum, og sende et relæsignal til cytoplasmaet for at montere et passende reparationssvar. Denne reaktion kan gøre bakterierne resistente over for virkningerne af antibiotika.

Mens du studerer denne stress-signalvej, forskerne fandt ud af, at ved at øge afstanden mellem de to membraner (størrelsen på periplasmaet) kunne de blokere signalet og dermed den beskyttende reaktion. Den øgede afstand forhindrede sentinellerne ved den ydre membran i at kunne advare bakterien om, at den var i fare, og at den havde brug for at aktivere sit forsvar. Forskerne opdagede derefter, at de kunne kompensere for den øgede afstand mellem membranerne ved at øge længden af ​​stress-signalproteinerne. Dette viser, at afstanden mellem de to membraner er et kritisk aspekt af bakteriel stressrespons, og en, der kunne udnyttes af nye antibiotika.

Gram-negative bakterier er usædvanligt vanskelige at målrette mod antibiotika, fordi deres dobbelte membraner er så svære at trænge igennem. Imidlertid, ved hjælp af disse nye indsigter, forskere kan nu lede efter forbindelser, der øger afstanden mellem membranerne og forstyrrer den beskyttende reaktion på antibiotika. Disse forbindelser kan også gøre antibiotika, der i øjeblikket er tilgængelige, mere effektive og kunne gøre antibiotikaresistente bakterier følsomme igen.