2019-06-05 21:30:03
一种新的抗生素理念 预防细菌粘性

奥斯陆大学生物科学系Dirk Linke小组的研究人员正在提出一种新方法来对抗小肠结肠炎耶尔森氏菌,这种方法每年估计导致1000万儿童严重腹泻 - 主要是在世界上最贫穷的国家。这一战略应该为制药业提供抗击抗生素细菌的新武器,这是富国和穷国的一个主要问题。它还可以用于抑制细菌与假体和植入物的结合,形成称为生物膜的大菌落。

此外,研究人员还看到了工业中的几种可能的应用,例如航运和水产养殖,其中细菌和生物膜可能是一个大问题。研究人员表示,这完全是以全新的方式攻击细菌。

“对于引起感染的细菌,它们必须首先附着在表面上,例如我们体内的细胞。当细菌形成生物膜时,它们必须附着在表面上。细菌已经进化出许多技术来制造这种细菌。可能,“Dirk Linke教授说。

其中一个技巧是产生非常粘稠的分子,称为粘附素,覆盖细菌细胞表面。因此,细菌可以使用粘附素附着到基质上,或通过将其自身附着到其他细菌上来制造生物膜。 Marcella Orwick-Rydmark说:“通过干扰粘附素的产生,我们可以在起始阶段就已经可能对抗感染,即症状出现之前。”

粘附素是长而发的蛋白质,具有粘性尖端。这些毛发可以生长得如此紧密,以至于它们或多或少地覆盖了细菌细胞表面,就像细菌被魔术贴覆盖一样。 Dirk Linke和他的研究团队,包括Marcella Orwick-Rydmark和Daniel Hatlem,现在描述粘附素是如何在细菌细胞内产生并运输到表面的。他们还研究了如何阻止这一过程。该研究结果发表在Molecular Microbiology上。

研究人员认为,阻止粘附素向细胞表面的运输将导致细菌失去附着在任何物体上的能力,制造生物膜或引起感染。

长期工作

这项新发现背后有十年的艰苦努力。在这个特殊项目中研究的耶尔森氏粘附素是在近10年前发现的,在过去的两年里,Dirk Linke的研究小组已经发现它们是如何运输到细胞表面的,以及它们如何通过基因阻断这一过程。

研究人员认为,这些发现具有深远意义,因为粘附素在其他疾病如结核病,鼠疫和囊性纤维化中很重要。人造臀部和其他外科植入物也可以被生物膜覆盖,这可能导致如此严重的感染并且最终移除植入物,这是痛苦且昂贵的。对于患有尿路感染的人来说,沿着泌尿道在细胞内形成生物膜样结构也是相对常见的,其可以充当新感染的储库。

“因此,我们相信这是一项重大进展,因为我们现在已经展示了如何阻止细菌中粘附素的产生。但我想强调,在我们提出一种新药之前还需要时间。我们可能还需要另一种药物。 5到10年的持续研究和开发工作,“林克说。

突变阻止粘附素分子的形成

研究人员描述了小肠结肠炎耶尔森氏菌如何产生粘附蛋白。他们还研究了从细菌内部到细胞膜的转运过程中蛋白质的哪些部分是中心的。此外,研究人员还引入了阻止这一过程的突变。

“我们已经花了很长时间了解粘连蛋白的哪一部分可被突变阻断。下一步是开发一种与蛋白质的那部分结合的分子,这可以成为未来的药物。相当经典的开发项目,我们有很好的机会在UiO和挪威分子医学中心进行,“Linke说。

Marcella Orwick-Rydmark强调,如果细菌暴露于仅破坏粘附素产生的药物,细菌就不会死亡。这实际上可能是一个优势,因为细菌不太可能通过进化发展新的防御机制。不能产生粘附素的细菌仍然能够繁殖。

“以前没有药物可以攻击这些粘附素分子。这意味着细菌不能使用他们开发的任何旧技术来保护自己免受抗生素的侵害,”她补充道。此外,针对粘附素分子的药物也可以与经典抗生素联合使用,从而为感染者带来更好的结果。

生物膜无处不在

UiO的研究人员已经收到了其他感兴趣的研究人员的大量反馈。在接下来的几个月里,他们将在几个科学会议上提出新的发现。

生物膜比大多数人想象的更为普遍。例如,在马桶和浴缸中形成的环是生物膜的例子,以及牙齿上的牙菌斑。生物膜实际上也存在于自然界中,其中存在由水包围的固体表面。您可能已经注意到自来水中的石头可能非常滑 - 这是由于含有许多细菌物种的生物膜。但这些不是Linke,Hatlem和Rydmark计划定位的生物膜。

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