Forskerhold opdager, hvordan man saboterer antibiotika-resistente 'superbugs'

Et hold ledet af forskere ved U.S. Department of Energy's (DOE) Argonne National Laboratory har afsløret en måde at afmontere forsvarsmekanismerne for antibiotika-resistente "superbugs." Holdets opdagelse kan føre til nye antibiotika, der overvinder resistens, hvilket potentielt kan redde millioner af liv.

Hvert år får mindst 2,8 millioner amerikanere en antibiotika-resistent infektion, og mere end 35.000 dør som følge heraf. Antibiotikaresistens opstår, når bakterier og andre mikrober udvikler evnen til at overleve eksponering for antibiotika. Nogle af de mest bekymrende antibiotika-resistente bakterier - såsom methicillin-resistente Staphylococcus aureus (MRSA), som kan forårsage alvorlige hudinfektioner, og carbapenem-resistente Enterobacteriaceae (CRE), som kan forårsage alvorlig lungebetændelse og urinvejsinfektioner - er blevet så resistente, at de praktisk talt ikke kan behandles med konventionelle antibiotika.

"Antibiotikaresistens er en af ​​de mest alvorlige trusler mod den globale folkesundhed," sagde Argonne-fysiker Vitali Prakapenka. "Vores resultater giver nyt håb for udviklingen af ​​mere effektive antibiotika."

Forskerne brugte en røntgenteknik kaldet seriel femtosekund krystallografi eller SFX til at fange øjebliksbilleder af et enzym, kendt som beta-lactamase, i færd med at ødelægge et antibiotikum. SFX er unikt egnet til at optage billeder på atomniveau af molekyler i aktion.

"Vi fangede enzymet midt i reaktionen, hvilket gjorde det muligt for os at identificere afgørende trin i processen med antibiotikadestruktion," sagde Prakapenka, der ledede forskerholdet med forskere ved Argonne's Center for Nanoscale Materials, en DOE Office of Science User Facility. "Vi opdagede, at antibiotika faktisk kunne sætte sig fast i enzymets aktive sted, hvilket skaber en slags molekylær trafikprop og standser den destruktive proces."

Med denne nye viden mener forskerne, at det kan være muligt at udvikle antibiotika, der er specielt designet til at sidde fast i enzymets aktive sted og derved blokere ødelæggelsen af ​​antibiotikaen og dræbe bakterierne.

Forskerholdet arbejder nu på at udvikle nye antibiotika baseret på deres resultater. De studerer også andre antibiotika-resistente enzymer for at identificere yderligere sårbarheder, som kunne udnyttes til at udvikle nye antibiotika.

"Vores håb er, at vores forskning vil føre til udvikling af nye antibiotika, der kan overvinde resistens og redde liv," sagde Prakapenka.

Forskningen blev finansieret af DOE Office of Science og National Institutes of Health.