Hvordan celler forsvarer sig mod antibiotika og cytostatika

1.Effluxpumper:Mange bakterier besidder effluxpumper, som er membranbundne proteiner, der aktivt transporterer antibiotika og andre skadelige stoffer ud af cellen. Disse pumper kan genkende og udstøde en lang række antibiotika, hvilket reducerer deres intracellulære koncentration og begrænser deres effektivitet.

2. Ændring af lægemiddelmål:Nogle celler kan ændre målstederne for antibiotika og cytostatiske midler, hvilket gør dem mindre effektive. For eksempel kan bakterier producere enzymer, der modificerer strukturen af ​​antibiotika, hvilket gør dem inaktive eller mindre potente. På samme måde kan kræftceller ændre ekspressionen eller strukturen af ​​proteiner, der er målrettet af cytostatiske midler, hvilket reducerer deres følsomhed over for behandling.

3.Reduceret lægemiddeloptagelse:Celler kan reducere optagelsen af ​​antibiotika og cytostatiske midler ved at mindske permeabiliteten af ​​deres cellemembraner eller ved at ændre ekspressionen af ​​transportproteiner. Dette begrænser mængden af ​​lægemiddel, der kan trænge ind i cellen, hvilket gør det mindre effektivt.

4.DNA-reparationsmekanismer:Celler besidder DNA-reparationsmekanismer, der kan vende skaden forårsaget af antibiotika og cytostatika. Disse mekanismer omfatter DNA-reparationsenzymer, såsom baseudskæringsreparation (BER), nukleotidudskæringsreparation (NER) og homolog rekombination (HR), som kan reparere DNA-skade og genoprette cellelevedygtighed.

5.Biofilmdannelse:Bakterier kan danne biofilm, som er grupper af celler, der klæber til overflader og er omgivet af en beskyttende matrix af ekstracellulært materiale. Biofilm kan begrænse penetrationen af ​​antibiotika og cytostatika, hvilket gør det mere udfordrende for disse lægemidler at nå og eliminere bakteriecellerne.

6. Quorum Sensing:Nogle bakterier bruger quorum sensing til at koordinere deres reaktioner på miljøændringer, herunder tilstedeværelsen af ​​antibiotika. Når bakteriepopulationen når en vis tæthed, producerer og frigiver de signalmolekyler kaldet autoinducere. Disse molekyler udløser forskellige cellulære responser, herunder aktivering af effluxpumper eller nedregulering af lægemiddeltransportører, hvilket øger deres modstandsdygtighed over for antibiotika.

7. Horisontal genoverførsel:Bakterier kan erhverve resistensgener fra andre bakterier gennem horisontale genoverførselsmekanismer, såsom konjugation, transformation og transduktion. Disse gener kan kode for effluxpumper, enzymer, der modificerer lægemiddelmål eller andre resistensmekanismer, hvilket gør det muligt for bakterier at sprede og opretholde antibiotikaresistens i populationer.

Samlet set anvender celler flere forsvarsmekanismer til at beskytte sig selv mod antibiotika og cytostatiske midler. At forstå disse mekanismer er afgørende for at udvikle strategier til at overvinde resistens og forbedre effektiviteten af ​​antimikrobielle og anticancerbehandlinger.