NSVOK top banner

Вход

Нова мишена за антибиотиците

ecoliOKВ продължение на повече от век учените са изследвали Е. коли, една от бактериите, причиняващи хранително отравяне, като модел за борба с инфекциите. Такива изследвания са довели до различни антибиотици, които проникват в защитните клетъчни стени на бактериите, за да ги убият.

Сега едно много-университетско проучване, водено от биоинженер Кун Ханг от Станфорд, разкрива, че E. коли успява да запази голяма тайна за защитата си. Той и неговите сътрудници съобщават в списаниe „Природа”, че учените са пренебрегнали удивителната физическа сила на тънката външна мембрана, която се придържа към здравата клетъчна стена на Е. коли.
Учените отдавна знаят, че много бактерии имат външни мембрани. Но досега изследователите смятали, че това е като слой от термосвиваемо фолио, което просто го прави по-трудно да получи антибиотици в клетките. Но, както показва новото проучване, външната мембрана физически защитава клетката и може да бъде добра мишена за нов клас антибактериални лекарства.
"Ние открихме, че външната мембрана може да действа като костюм от броня, който всъщност е по-силен от клетъчната стена", казва Хуанг, доцент по биоинженерство и микробиология и имунология. "Поразително е да мисля, че тази функция се е крила от очите през всички тези години."


Според Хуан констатациите предлагат нови стратегии за борба с инфекциите за приблизително половината от всички бактериални видове, които като Е. коли имат външни мембрани. "Ако можем да атакуваме външната мембрана, инфекциозните бактерии ще бъдат предварително отслабени за насочване с антибиотично лечение, което разрушава клетките по други начини", каза той.
Всички бактерии имат клетъчна стена, която заобикаля и защитава вътрешните страни на клетката. Преди много десетилетия учените откриха, че Е. коли и много други бактерии имат допълнителен слой, наречен външна мембрана, който заобикаля клетъчните им стени.
От откритието си тази външна мембрана е използвана като начин да се класифицират бактериите в тези, които правят и не реагират на обикновена техника на оцветяване, наречена Gram петно. Бактериите с външни мембрани, които не реагират на химическото петно, се наричат ​​Грам-отрицателни. Бактериите с голи клетъчни стени реагират на петна и се класифицират като Грам-положителни.
И двата вида бактерии могат да станат инфекциозни и когато това се случи, наличието или отсъствието на външна мембрана може също да помогне да се определи колко чувствителни ще бъдат към антибиотиците. Грам-отрицателните бактерии - които имат външни мембрани - са склонни да бъдат по-устойчиви на антибиотици.
"Учените знаеха, че външните мембрани са химически щитове", каза Хуан. "По този начин беше лесно да се отклони този трети слой до раздразнение, когато дозираме клетката с антибиотици".
През последните години изследователите обаче са имали улики, че външната мембрана е по-важна, отколкото си мислеха. В едно проучване лабораторията на Хуанг отстранява клетъчната стена на Е. коли, но оставя външната му мембрана непокътната. Не е изненада, че бактериите са загубили формата си на краставица и са станали петна. Но голяма част от тези петна оцеляват, умножават и в крайна сметка регенерират нови E. коли.
Енрике Рожас, бивш пост-докторант в лабораторията на Хуанг и първи автор на новата книга, заяви, че това изследване е улика, че външната мембрана трябва да играе важни структурни и защитни роли.
"Ние просто слушахме данните. Науката е за данни, а не за догма", казва Рожас, сега асистент по биология в университета в Ню Йорк.
През последните четири години, работещи със сътрудници от Университета на Калифорния, Сан Франциско и Университета на Уисконсин-Мадисън, членовете на групата тестваха структурните сили на външната мембрана.
Те внезапно сриват налягането вътре в бактериите, но вместо да причинят масивна стена на клетката, тъй като преобладаващите предположения биха прогнозирали, те открили, че външната мембрана е достатъчно силна, за да поддържа почти изцяло формата на краставицата на Е. коли.
В други експерименти те поставят клетките на Е. коли през два часа бързо нарастване и понижаване на налягането. Е. коли клетките обикновено пренебрегват тези повтарящи се атаки и растат, сякаш изобщо не са настъпили промени. Въпреки това, когато изследователите отслабнаха външната мембрана, клетките умряха бързо.
"Присъствието или отсъствието на силна външна мембрана е разликата между живота и смъртта", каза Хуан.
Експериментите идентифицираха шепа компоненти, които дават на външната мембрана своята изненадваща сила. Лекарствата, които дестабилизират измамно тънкия външен слой, могат да помогнат за унищожаването на инфекциозни бактерии, каза Хуанг.
Хуанг допълни, че откритията са част от нововъзникващата област на науката, наречена механобиология. Докато учените веднъж разглеждат клетките като чували с химикали, които трябва да бъдат изучавани химически, днес сливането на инструменти разкрива безкрайно сложните структурни свойства, които правят клетките и органите да работят.
"Много е вълнуващо сега да се изучава биология", каза Хуанг. "Ние се приближаваме до момента, в който нашите инструменти и техники стават достатъчно точни, за да разпознават, понякога на почти атомно ниво, физическите правила, които пораждат живот".

Нашият сайт се издържа от реклами и дарения. Ако ви харесва съдържанието, можете да ни подкрепите по няколко начина: Като ни последвате в социалните мрежи и харесайте нашите страници в тях! Като ни изпратите новина! Като кликнете върху рекламните банери! Като рекламирате на нашия сайт! Като направите дарение!
Благодарим за подкрепата!

Маркирана като Лекарства Иновации
Въвеждане на коментар... Коментарите ще се опреснят след 00:00.

Бъдете първият коментирал тази статия.

Кажете нещо тук...
Впишете се с ( Регистрация ? )
или изпратете като гост