Mit "Brute Force" zur Bekämpfung der Antibiotikaresistenz

Ein Team des University College London hat gezeigt, dass Antibiotika durch bloße "Brute-Force" wirksam resistente Bakterien abtöten können. "

Es ist ein vielversprechender Schritt vorwärts, um der Antibiotikaresistenz entgegenzuwirken, die weltweit ein zunehmendes Problem darstellt.

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"Antibiotika arbeiten auf unterschiedliche Weise, aber sie müssen an Bakterienzellen binden, um sie zu töten", sagte Joseph Ndieyira, Leitautor der Studie und Senior Research Associate am University College London (UCL) Medicine in einer Veröffentlichung. "Antibiotika haben" Schlüssel ", die auf bakterielle Zelloberflächen" einrasten "und es ihnen ermöglichen, sich daran festzumachen. Wenn ein Bakterium resistent gegen ein Medikament wird, ändert es effektiv die Sperre, so dass der Schlüssel nicht mehr passt. Unglaublicherweise haben wir festgestellt, dass bestimmte Antibiotika das Schloss immer noch "zwingen" können, so dass sie resistente Bakterien binden und abtöten können, weil sie in der Lage sind, hart genug zu drücken. Tatsächlich waren einige von ihnen so stark, dass sie die Tür aus ihren Angeln rissen und die Bakterien sofort töteten. "

Das Team veröffentlichte seine Ergebnisse in der Zeitschrift Scientific Reports.

Experten sagen, dass die Forschung willkommen ist, aber es gibt noch viel zu tun.

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Ein wachsendes Problem

Antibiotika können sehr nützlich sein, aber eine übermäßige Verwendung hat zu einem Anstieg antibiotikaresistenter Bakterien geführt.

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Die Mediziner haben seit Jahren auf dem Vormarsch antibiotikaresistenter Bakterien Alarm geschlagen. Im Jahr 2014 unterzeichnete dann Präsident Barack Obama eine Anordnung, die die Bedrohung anerkennt.

Ndieyira skizzierte einige andere Wege, wie die internationale Gesundheitsgemeinschaft daran arbeitet, das Problem zu bekämpfen, und stellte fest, dass eine Konferenz der Vereinten Nationen 2016 einen koordinierten Aktionsplan forderte.

In einer E-Mail an Healthline fügte er hinzu: "Die Weltgesundheitsorganisation hat zusammen mit Partnern einen globalen Aktionsplan entwickelt, um das Problem der arzneimittelresistenten Bakterien zu mildern, indem die Überwachung verstärkt wird, um Strategien besser zu informieren gesundheitliche Interventionen und die Entdeckung neuer Tendenzen der Resistenzentwicklung sowie die Bedrohung durch die neuen Bakterienstämme. "

Angesichts der schwierigen Situation, in der wir uns derzeit befinden, ist es wichtig, alle Wege zu gehen und nichts unversucht zu lassen. Dr. David S. Weiss, Antibiotikaresistenzzentrum der Emory University

Andere sehen auch die Bedrohung.

"Antibiotikaresistente Bakterien sind eine weltweite Bedrohung", sagte Daniel Wozniak, Ph. D., Professor in der Abteilung für mikrobielle Infektion und Immunität am medizinischen College der Ohio State University, Heathline in einer E-Mail. "Es gibt einige Infektionen, die durch diese Bakterien verursacht werden, die einfach nicht mit herkömmlichen Antibiotika behandelt werden können, was uns in eine Position versetzt, in der wir vor fast 75 Jahren waren.Ohne wirksame Antibiotika können Menschen während einer Routineoperation oder Chemotherapie Infektionen erliegen. Leider zeichnen sich neue Resistenzstrategien ab, die sich schneller ausbreiten als die Entwicklung von Mitteln zur Bekämpfung von Infektionen. "

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David S. Weiss, Ph. D., Direktor des Antibiotikaresistenzzentrums der Emory University, bestätigte das Problem in einer E-Mail an Healthline.

"Eine sorgfältige Untersuchung der Eigenschaften bekannter Antibiotika ist von großem Interesse, da sie die Steigerung der antibiotischen Aktivität und Wirksamkeit im Allgemeinen steuern kann", schrieb er. "Dies wäre wahrscheinlich ein schnellerer Prozess als die Entwicklung neuer Antibiotika. Angesichts der schwierigen Situation, in der wir uns derzeit befinden, ist es wichtig, alle Wege zu gehen und nichts unversucht zu lassen. "

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Erzwingen des Verschlusses

Ndieyiras Team am UCL untersuchte die Wirkung von zwei Antibiotika.

Einer davon war Vancomycin, ein starkes Antibiotikum, das typischerweise zur Behandlung von MRSA und anderen gefährlichen Infektionen eingesetzt wird.

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Das andere war Oritavancin, eine modifizierte Version von Vancomycin, die zur Behandlung von Hautinfektionen verwendet werden kann.

Oritavancin tötet Bakterien nicht nur in 15 Minuten ab, während Vancomycin Stunden benötigt - Oritavancin hat auch einige Eigenschaften, die es zu einem Spiel machen könnten, wenn es darum geht, starke antibiotikaresistente Bakterien abzutöten.

"Es gibt drei Eigenschaften, die Oritavancin einzigartig machen", schrieb Ndieyira. "Erstens haften seine Moleküle gut an der Oberfläche von Bakterien, um Cluster zu bilden. Zweitens binden seine Cluster sehr stark an die Oberfläche von Bakterien und drittens erzeugen die Cluster folglich die größten mechanischen Kräfte gegen arzneimittelresistente und medikamentenanfällige Bakterien, was dazu führen kann, dass Bakterienzellen im Vergleich zu Vancomycin schneller abgetötet werden. "

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Kurz gesagt, reißen diese einzigartigen Cluster die Oberfläche der Bakterien buchstäblich auseinander.

Wozniak applaudierte der Forschung.

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"Ich fand die Arbeit ziemlich überzeugend und interessant", schrieb er. "Der multidisziplinäre Ansatz, der biologische, physikalische und mathematische Wissenschaften einbezieht, um dieses Problem anzugehen, war beeindruckend. Die Autoren bringen eine neue Perspektive auf Wechselwirkungen zwischen Medikamenten und Bakterien, indem sie die Mechanobiologie untersuchen, die Kräfte, die bei der Antibiotika-Target-Bindung im Spiel sind. Der wichtigste Fortschritt für mich war die Prämisse, mathematische Modelle zu verwenden, die vor der Synthese von neuen Antibiotika oder in deren Synthese integriert sind, um eine wirksame Wirkung von Medikamenten zu gewährleisten. Diese Arbeit hat auch Auswirkungen außerhalb der Entwicklung von Antibiotika, da das Konzept potenziell auf jede Interaktion zwischen Wirkstoff und Ziel angewendet wird. "

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Ein feines Gleichgewicht

Medizinische Experten erkennen an, dass die Bekämpfung antibiotikaresistenter Bakterien ein "Wettrüsten" auslösen kann, wenn Bakterien stärker und resistenter werden als die verwendeten Medikamente um es zu bekämpfen, wird effektiver.

"Es muss ein Gleichgewicht zwischen dem Bedarf und der Nutzung bestehen, um ein zukünftiges Wettrüsten zu vermeiden", bestätigte Ndieyira. "Beispielsweise kann eine übermäßige Verwendung von Oritavancin, wenn es nicht unbedingt notwendig ist oder in der Landwirtschaft verwendet wird, zur Entwicklung von Antibiotika-resistenten Bakterien führen. "

Wir sind ehrlich gesagt im Laufe der Geschichte in einem Wettrüsten mit Mikroorganismen gewesen. Dr. Daniel Wozniak, Universitätsklinik für Medizin der Ohio State University

"Wir sind ehrlich gesagt im Laufe der Geschichte in einem Wettrüsten mit Mikroorganismen gewesen", schrieb Wozniak. "Weil Bakterien so stark wachsen können und weil sie viel schneller wachsen als unsere Zellen, ist der Erwerb von Widerstand ein evolutionär unvermeidliches Ergebnis, fürchte ich. Der Trick besteht darin, Antibiotika vorsichtig und oft in Kombination mit anderen Medikamenten zu verwenden, die auf verschiedene bakterielle Prozesse abzielen, und damit wir gesund bleiben, damit unser Immunsystem Infektionen während der Antibiotikabehandlung bekämpfen kann. "

Ndieyira sagt, dass sein Team weiter forschen wird.

"Unser nächster Schritt besteht darin, diese Erkenntnisse zu nutzen, um neue Antibiotika zu entwickeln und bestehende Antibiotika zu modifizieren, so dass sie gegen multiresistente Bakterien wirksam sind", schrieb er.

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