Odpornost bakterij na antibiotike lahko nastane slučajno

Odpornost bakterij na antibiotike je velik svetovni problem. Širjenje odpornih bakterij povzroča bolezni, odnaša življenja ter predstavlja velik strošek za zdravstvene sistema in družbo.

Najpogostejši način za razvijanje odpornosti bakterij na antibiotike je, da slednja »prevzame« različne odporne gene od drugih bakterij. Na fotografiji: bakterija napadajo živčno celico. Foto: Bigstock

Kako se sploh razvije odpornost bakterij na antibiotike je vprašanje, ki do danes ostaja neodgovorjeno. V novi študiji so švedski in ameriški raziskovalci dokazali, da odpornost na antibiotike pri bakterijah lahko nastane iz povsem naključnih zaporedij DNK. Ugotovitve so konec tega tedna objavili v reviji PLOS Genetics.

Trije načini onemogočanja antibiotika

Najpogostejši način za razvijanje odpornosti bakterij na antibiotike je, da slednja »prevzame« različne odporne gene od drugih bakterij. Ti geni narekujejo nastajanje beljakovin, ki lahko privedejo do odpornosti tako, da: (1) deaktivirajo antibiotik, (2) zmanjšajo njegovo koncentracijo ali (3) spremenijo cilj antibiotika, tako da se antibiotik ne more več vezati tarčo, ki ustavi rast bakterije. Ko se pojavijo odporni geni, se lahko hitro razširijo med različnimi patogenimi bakterijami in zmanjšajo učinkovitost zdravljenja. Zato je pomembno, da se nove odporne gene čim hitreje odkrije in okarakterizira – da bi s tem laže spremljali širjenje odpornosti ter olajšali zdravljenje in razvoj novih antibiotikov.

Molekule DNK, sposobne samostojnega podvajanja

Za preučevanje na antibiotike odpornih genov so raziskovalci raziskali, ali je mogoče iz naključnih zaporedij DNK generirati gen, ki bi povzročil odpornost na antibiotike. Najprej so zasnovali skoraj milijardo naključnih zaporedij DNK, ki so jih nato položili na plazmid v črevesni bakteriji Escherichia coli. Plazmidi so molekule DNK, ki so sposobne samostojnega podvajanja in se lahko prenesejo iz enega organizma – na primer bakterije, v drugega.

Ključna kombinacija šestih peptidov

Ta naključna zaporedja DNK so bila nato v bakteriji izražena kot kratki peptidi. Medtem ko večina teh peptidov sploh ni vplivala na bakterijo, je šest različnih peptidov povzročilo, da je bakterija postala odporna na antibiotik colistin. Gre za antibiotik, ki se pri hudih okužbah uporablja, ko ostali antibiotiki odpovedo. Veže se na celično membrano bakterije in povzroči njeno uničenje. Naključna kombinacija šestih peptidov (izmed milijarde možnih) je povzročila delovanje genov, ki sodelujejo pri modifikaciji celične membrane bakterije. Spremenili so jo do te mere, da se da se colistin ni več mogel vezati nanjo in je postal neučinkovit.

Zaporedja aminokislin omogočijo nove funkcije

»V dveh različnih študijah smo dokazali, da lahko naključna zaporedja aminokislin omogočijo nove funkcije, ki so koristne za bakterijo – kot je na primer odpornost na antibiotike. To kaže na to, da razvoj novih funkcij iz naključnih zaporedij DNA ni tako nenavaden, kot smo bili prepričani doslej,” pravi dr. Dan I. Andersson, profesor medicinske bakteriologije na Univerzi Uppsala, ki je vodil študijo.

“Pomembno vprašanje, ki ostaja neodgovorjeno in zahteva nadaljnje preučevanje, pa je, ali so ti novi geni naravno prisotni v bakterijah ali jih je mogoče opazovati le v laboratorijskih poskusih,” na pomembni vidik opozarja dr. Michael Knopp, podoktorski raziskovalec na Oddelku za medicinsko biokemijo in mikrobiologijo Univerze Uppsala in prvi avtor objave.

PUSTITE KOMENTAR

Prosimo vpišite svoj komentar!
Prosimo vpišite svoje ime tukaj