Antibiotikum orsakar självmord hos bakterierna

Forskare upptäcker en metod som driver bakterier mot självmord

23/03/2011

Inte minst för att många patogener nu är immuniska mot vanliga antibiotika är forskning om behandling av bakterieinfektioner för närvarande i full gång. Ett lovande tillvägagångssätt som vetenskapen strävar efter är att driva bakterier till "självmord" med sina egna gifter.

Forskargruppen leds av Anton Meinhart Max Planck-institutet för medicinsk forskning i Heidelberg har räknat ut hur egenproducerade toxiner bakterierna agera och under vilka omständigheter detta leder till självmord av bakterien. Forskarna hoppas kunna använda sina fynd i framtiden för effektiv kontroll av farliga patogener.

Zeta-toxiner orsakar självmord hos bakterierna
Många farliga bakterier innehåller så kallade zeta-toxiner, vilka under vissa förutsättningar leder till patogenernas död. Under ogynnsamma levnadsförhållanden aktivt delande celler begår självmord med hjälp av egenproducerade gifter för att säkra baslivsmedel för de återstående vilande patogener och därmed den långsiktiga överlevnaden av bakterie samhälle. Detta fenomen, som nästan kan kallas altruism, utlöses av de så kallade zeta-toxinerna så snart motstötorna, som också ingår i bakterierna, förlorar sin funktion. När så är fallet och hur processen är klar exakt, men var så oklart. Heidelberg forskare har nu dock listat ut hur agera i många farliga bakterier arter (till exempel smittämnen av lunginflammation eller blodförgiftning) som inträffar självmords gifter. Zeta-toxinerna produceras sålunda som ett enzym kontinuerligt av bakterierna själva, men deras effekt kompenseras av en speciell motgift. I spänningssituationer som matbrist reduceras produktionen av motgiften och zeta-toxinerna utlöser programmerad celldöd, den så kallade apoptosen.

Bakterier brister under celldelning
Forskarna från Heidelberg kunde också klargöra hur zeta-toxiner orsakar celldivisionen självmord: Zeta-toxin orsakar bildandet av molekylen UNAG-3P. Detta förhindrar bildandet av en ny cellvägg i celldelningen för separation av de två dottercellerna och leder sålunda till cellernas sprängning. Som en del av sina undersökningar, de Heidelberg forskare ha effekten av en zeta-toxin, som de hade från det agens som orsakar lunginflammation (Streptococcus pneumoniae) isolerade, testas för bakterien Escherichia coli. Den senare används ofta som en mänsklig tarmbakterie i laboratorieforskning som en modellorganisme för experiment och har inga egna motgiftar. Undersökningen har visat att zeta-toxinerna leder till sprängning av bakterieceller under celldelning, rapporterar Heidelbergs forskare i senaste numret av tidningen „PLoS Biology“.

Forskningsmetod för utveckling av ett bredspektrum antibiotikum
Särskilt intressant för vetenskap är effekten av molekylen UNAG-3P, vars produktion utlöses av zeta-toxinerna. Eftersom UNAG-3P börjar i den kritiska processen med celldelning och kan användas i kampen mot de flesta bakterieinfektionerna, så hoppas Heidelbergs forskare. Om det vore möjligt att vända UNAG-3P inom medicin, kan detta tjäna som en bredspektrumantibiotikum för behandling av många infektionssjukdomar, forskare från Max Planck-institutet tror. Emellertid kan den programmerade självmordet hos bakterierna uppnås genom att reducera motgiftema. Forskare vid Washington University i St. Louis har nyligen uppnått stor framgång för att eliminera motgift av en farlig bakterie med hjälp av ett nytt läkemedel. Båda tillvägagångssätten - Stänga av motgift och användningen av molekylen UNAG-3P - representerar en ny nivå av bakteriell kontroll, vilket bör bli föremål för en mycket lägre risk för läkemedelsresistens, till skillnad från tidigare antibiotika eftersom bakterierna är inte troligt immuna mot sin egen gift , Men tills nya metoder finns som läkemedel som finns tillgängliga som kommer att passera, enligt forskarna under en tid och det finns mer omfattande studier behövs för att analysera den process som leder till självmord av bakterien. (Fp)

Läs om detta ämne:
Alternativ till antibiotika från naturopati
Den nya superkimen NDM-1
Sommarinfluensa: Ta inte omedelbart till antibiotika

Bild: Ernst Rose