At lære antibiotika at være mere effektive dræbere

Forskning fra University of Illinois i Chicago tyder på bindingsvarighed, ikke bindingstæthed, kan være den vigtigste differentiator mellem antibiotika, der dræber bakterier, og antibiotika, der kun stopper bakterievækst.

Mens begge typer antibiotika bruges til at behandle en række bakterielle infektioner, bakteriedræbende antibiotika - dem, der dræber bakterier - kan tages i kortere perioder, er forbundet med en lavere risiko for tilbagefald af infektioner og helbreder ofte infektionen meget bedre end bakteriostatiske antibiotika.

"Bakteriostatiske antibiotika virker ved at bremse væksten af ​​bakterieceller, mens individets immunsystem bekæmper infektionen, "sagde Alexander Mankin, hovedforfatter af undersøgelsen og direktør for Center for Biomolekylære Videnskaber i UIC College of Pharmacy. "Tit, dette er nok til at behandle en infektion; men hvis immunsystemet ikke er stærkt nok, infektionen kan vedvare. "

Desværre, man ved ikke meget om, hvorfor de undertiden lignende antibiotiske molekyler interagerer forskelligt med bakterier i kroppen.

Mankin og hans kolleger kiggede på en klasse af antibiotika kaldet makrolider, som virker ved at binde til bakteriernes ribosom for at stoppe proteinsyntesen. Imidlertid, mens makrolidantibiotika alle er strukturelt ens og virker på det samme molekylære mål (ribosomet), nogle er bakteriedræbende, og andre er bakteriostatiske.

Ved hjælp af en ny teknik udviklet af Maxim Svetlov, en postdoktor i laboratoriet af Mankin og Nora Vázquez-Laslop, en lektor i centret, forskerne studerede forskellene mellem de bakteriostatiske og bakteriedræbende makrolider. Teknikken gør det muligt at analysere, hvor tæt lægemidlerne interagerer med ribosomet og måle den hastighed, hvormed antibiotika kan afbrydes fra målet.

"Forskere tror normalt, at det er tætheden af ​​lægemidlets binding til ribosomet, der gør forskellen mellem et antibiotikum, der dræber bakterier, og et, der kun bremser bakterievækst, "Sagde Mankin." Derfor, vi var overraskede over at opdage, at tæthed af lægemiddelbindingen ikke definerer lægemidlets evne til at dræbe bakterier.

"I stedet forstod vi, at bakteriedræbende midler dissocierer fra ribosomet i en betydeligt langsommere hastighed, "Sagde Mankin.

Tilstedeværelsen af ​​en forlænget sidekæde i strukturen af ​​antibiotika fungerer "som en ekstra hånd til at holde på ribosomet; det tillader lægemidlet at binde i en længere periode, "siger Mankin.

Fundene, offentliggjort i Procedurer fra National Academy of Sciences , tilbyde en ny og tidligere uudforsket mulighed.

"Resultaterne af denne undersøgelse tyder på, at når vi taler om mekanismen for antibiotisk virkning, vi skal tale om mere end 'hvor stramt' et lægemiddel binder, "Mankin sagde." Vi er også nødt til at tale om kinetik og graden af ​​adskillelse af et lægemiddel fra ribosomet. "

Ud over at forbedre resultaterne for personer, der har brug for antibiotikabehandling, især for patienter, der er immunkompromitterede, forståelse af forskellen mellem bakteriostatiske og bakteriedræbende antibiotika kan også hjælpe med at løse problemet med stigende antibiotikaresistens i samfundet.

"Hvis vi kan forstå disse mekanismer, vi kan muligvis reducere den hastighed, hvormed antibiotikaresistens udvikler sig og gentagne infektioner opstår, "Sagde Mankin.