Die Forschung bietet neue Hoffnung im Kampf gegen antibiotika-resistente Bakterien

Antibiotikaresistenz ist eine ernsthafte Bedrohung für die öffentliche Gesundheit. Wenn Antibiotika nicht funktionieren, riskieren wir, nicht in der Lage zu sein, viele Arten von Infektionen zu behandeln, und Menschen, die zuvor geheilt worden wären, können sterben.

Ein Beispiel ist das Bakterium E. coli, das global die häufigste Ursache für Harnweg und Blutstrominfektionen ist.

Was passiert, wenn eine Harnwegsinfektion nicht behandelt werden kann?

Einige Varianten von E. coli -Bakterien sind gegen die meisten Arten von Antibiotika resistent. „Dies bedeutet, dass es eine sehr begrenzte Auswahl an Antibiotika gibt, die wir verwenden können. Wir versuchen daher, diese“ letzten Ausweg „-Antibiotika zu vermeiden, da die Bakterien dann immer mehr gegen sie resistenter werden können. Wenn wir diese Antibiotika zu oft verwenden, können wir zu oft enden. Aus Krebs „erklärt Professor Ørjan Samuelsen vom Universitätskrankenhaus von Nordnorwegen (UNN).

Zusammen mit Professor Jukka Corander an der Universität von Oslo (UIO) und Professor Pål J. Johnsen an der Arctic University of Norway (UIT) hat Samuelsen daran gearbeitet, neue Wege zur Bekämpfung dieser antibiotischresistenten Bakterien zu finden. Die drei Professoren und ihr Forscherteam haben nun eine vielversprechende Entdeckung gemacht.

Zugeordnete DNA -Komponenten in E. coli, die Toxine machen

Eine der häufigsten Möglichkeiten, wie Bakterien lernen, Antibiotika zu widerstehen, besteht darin, Resistenzgene aus anderen Bakterien zu erlangen. Diese befinden sich häufig auf kreisförmigen Strängen der genetischen Material -DNA (als Plasmide bezeichnet), die unabhängig vom Chromosom der Wirtszelle sind. Sie können sich daher schnell zwischen den Zellen bewegen.

In einer neuen Studie, die in Nature Communications veröffentlicht wurde, führte das Forschungsteam eine eingehende und detailliertere Untersuchung des gesamten genetischen Materials der E. coli-Bakterien durch als jemals zuvor.

Mit Hilfe der neuesten Generation der Sequenzierungstechnologie untersuchten sie die vollständigen Chromosomen und Plasmide, die in 2000 Proben von norwegischen Patienten mit einer invasiven Infektion vorhanden waren.

Plasmide entwickeln sich schnell und können sich zwischen verschiedenen Bakterienstämmen ausbreiten. Wir haben neue Methoden zur Genomanalyse verwendet, die von unserem Team genau diesen Zweck entwickelt wurden, da sich die Variation der DNA von Plasmiden tendenziell unterschiedlich verhalten als die Variation, die wir zwischen Chromosomen sehen. Wir konnten untersuchen, wie sich die Plasmide bewegen und was sie daran hinderte, sich zu bewegen, und hier haben wir eine Reihe vielversprechender Erkenntnisse erstellt. Wir kartierten zum ersten Mal die Verteilung von E. coli-Plasmiden mit Tragetoxin-produzierender Gene, die eng verwandte Bakterien übertreffen. „

Jukka Corander, Institut für grundlegende medizinische Wissenschaften, Universität von Oslo

Testete das Toxin auf antibiotika-resistenten E. coli

Von den zwölf verschiedenen Toxinen, die sie in den Plasmiden fanden, gab es insbesondere eine Variante, die einen signifikanten Effekt zu haben schienen.

„Wir haben verschiedene Arten von multiresistantem E. coli in Petrischalen im Labor kultiviert und das von den Bakterienstämmen erzeugte Toxin mit einer bestimmten Art von Plasmid hinzugefügt. Dann fanden wir, dass das Toxin die antibiotika-resistenten Bakterien getötet hat“, sagt Johnsen.

Dies kann den Weg zu neuen Wegen der Behandlung von Infektionen mit personalisierten Medizin als „präzisionsgeführte Rakete“ ebnen.

Ergebnisse, die den Einsatz von Breitbandantibiotika verringern können

Es ist weltweit ein Ziel, den Einsatz sogenannter Breitbandantibiotika zu verringern, die gegen viele verschiedene Arten von Bakterien wirken, und werden verwendet, wenn unklar ist, welche bestimmte Variante Sie infiziert hat. Das Problem mit solchen Antibiotika ist, dass sie oft zu viel töten – nicht nur die schädlichen Bakterien im Körper, sondern auch viele nützliche.

„Breitspektrum-Antibiotika löschen diese E. coli-Bakterien normalerweise mit Toxinen aus, die die eigene Waffe der Natur gewesen wäre. Wir müssen natürlich Infektionen behandeln. Wenn wir stattdessen personalisierte Medizin wie“ präzisionsgeführte Raketen „verwenden können, können wir mit maßgeschneiderten Antibiotika. Die vorteilhaften Bakterien können überlebt. Wir können. Infektionen, die schwer zu behandeln sind „, erklärt Corander.

Corander, Johnsen und Samuelsen hoffen, dass diese Strategie auch gegen das Bakterium Klebsiella pneumoniae arbeiten kann. Sie wollen die Giftstoffe weiter testen.

Klebsiella kann sowohl Lungenentzündung, Meningitis, Harnwegsinfektionen als auch Infektionen von Blut und Leber verursachen. Bestimmte antibiotika-resistente Varianten von Klebsiella wurden von der als ernsthafte Bedrohung für die öffentliche Gesundheit eingestuft. In Intensivstationen in Krankenhäusern auf der ganzen Welt kämpfen das Gesundheitspersonal zunehmend mit diesem Bakterium.

Ärzte müssen wissen, welche E. coli -Variante der Patient hat, um genau die richtige Medizin zu verschreiben

Damit die personalisierte Medizin zur Bekämpfung der schädlichsten E. coli -Bakterien verwendet werden kann, müssen die Forscher unterschiedliche Präzisionsmedikamente gegen die existierenden Varianten entwickeln.

„Die Diagnose von E. coli -Infektionen muss ebenfalls verbessert werden, damit die Ärzte wissen, welches Medikament sie verschreiben sollen“, sagt Samuelsen.

Die Studie wurde in Zusammenarbeit mit dem Wellcome Sanger Institute, UIT, UNN und Krankenhäusern in verschiedenen Teilen Norwegens durchgeführt und hat zu einem neuen, detaillierten Überblick über die Variation des gesamten genetischen Materials von E. coli geführt. Zum Beispiel können die Forscher sehen, wie sich in den letzten 300 Jahren bestimmte genetische Varianten der Bakterien entwickelt haben.

„Dieses einzigartige DNA -Datenmaterial wird eine sehr wichtige Quelle für Wissenschaftler sein, die international in der bakteriellen Genetik und der Mikrobiologie Forschung durchführen“, betont Corander.

Die Studie wird von der Trond Mohn Research Foundation finanziert.

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