Nøgletrin i, hvordan bakterier opnår lægemiddelresistens afsløret

Forskere ved University of California, San Diego School of Medicine har opdaget et nøgletrin i, hvordan bakterier opnår lægemiddelresistens, hvilket afslører en ny proces til horisontal overførsel af resistensgener, som ikke tidligere er blevet beskrevet i bakterier.

Resultaterne, offentliggjort i 15. juli-udgaven af ​​Molecular Cell, har betydning for at imødegå den globale trussel om antibiotikaresistens og er især bekymrende, fordi de kan komplicere udviklingen af ​​nye antibiotika og bidrage til spredningen af ​​resistensgener blandt flere bakteriearter .

"Stigningen i antibiotikaresistens er en af ​​de mest presserende sundhedsudfordringer i vor tid," sagde Victor Nizet, MD, professor og næstformand for Department of Pediatrics og Skaggs School of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences ved UC San Diego School of Medicin. "Vores opdagelse afslører en mekanisme, hvorved resistensgener deles mellem forskellige typer bakterier, hvilket giver ny indsigt i udviklingen og spredningen af ​​resistens over for livstruende bakterieinfektioner."

Nizet er medlem af Molecular Biology of Bacterial Infections Training Program ved UC San Diego og seniorforfatter af undersøgelsen. Første forfatter er Justin Silpe, PhD, en forsker i Nizets laboratorium.

Overførsel af modstandsgener

Spredningen af ​​antibiotikaresistensgener er et stort folkesundhedsproblem. I USA rapporterer Centers for Disease Control and Prevention (CDC), at mindst 2 millioner mennesker får antibiotika-resistente infektioner, og mindst 23.000 af disse mennesker dør hvert år.

Bakterier kan naturligt erhverve gener, der giver resistens over for visse antibiotika. Men i de seneste årtier er spredningen af ​​antibiotikaresistens blevet fremskyndet af overforbrug og misbrug af antibiotika hos mennesker og dyr. Dette har skabt et selektivt pres, der favoriserer overlevelse og spredning af resistente bakterier.

Bakterier kan overføre resistensgener til andre bakterier gennem forskellige mekanismer, herunder horisontal genoverførsel (HGT). En almindelig form for HGT kaldes konjugation, som involverer overførsel af gener fra en bakterie til en anden gennem direkte kontakt.

Den nyopdagede mekanisme af HGT identificeret af UC San Diego-forskerne er forskellig fra konjugation. Det involverer overførsel af gener fra en bakterie til en anden gennem frigivelse af membranvesikler. Disse vesikler er små, sfæriske strukturer, der frigives fra den ydre membran af bakterier.

Forskerne fandt ud af, at membranvesikler frigivet af en type bakterier kan optages af andre typer bakterier, inklusive dem, der ikke er nært beslægtede. Denne proces kan overføre resistensgener fra en bakterieart til en anden, selvom de to arter ikke er i direkte kontakt.

Brede konsekvenser for antibiotikaresistens

Opdagelsen af ​​denne nye mekanisme af HGT har brede implikationer for antibiotikaresistens. Det tyder på, at resistensgener kan overføres nemmere og bredere mellem forskellige typer bakterier end hidtil antaget. Det kan gøre det sværere at udvikle nye antibiotika, der er effektive mod alle typer resistente bakterier.

"Vores resultater afslører en tidligere uerkendt mekanisme til overførsel af resistensgener mellem bakterier," sagde Silpe. "Dette kan bidrage til spredningen af ​​antibiotikaresistens blandt flere arter af bakterier, hvilket gør det mere udfordrende at behandle infektioner forårsaget af disse resistente bakterier."

Forskerne understregede behovet for yderligere forskning for at forstå udbredelsen og betydningen af ​​denne nye mekanisme af HGT i spredningen af ​​antibiotikaresistens. De undersøger også måder at hæmme overførslen af ​​resistensgener gennem membranvesikler som en potentiel strategi til at bekæmpe antibiotikaresistens.

Forskerholdet omfattede forskere fra University of California, San Diego School of Medicine og Skaggs School of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences. Undersøgelsen blev finansieret af National Institutes of Health (R01AI113039).