royaltystockphoto / Shutter
Antibiotikumweerstand versprei vinnig regoor die wêreld. As aansteeklike bakterieë op 'n sekere manier muteer en dan vermenigvuldig, kan hulle bestand word teen selfs die kragtigste middels. Maar navorsing het onthul 'n kommerwekkende alternatiewe manier waarop antibiotiese weerstandigheid kan versprei: 'n organisme wat sy weerstand teen ander lewende bakterieë deurgee.
In Junie 2012 bevind 'n 35-jarige man van São Paulo homself in die hospitaal met 'n magdom probleme. Naas die diagnose van velkanker, is daar aan hom gesê dat hy 'n moontlike dodelike bakteriële infeksie het. Die dokters het hom op 'n kursus van chemoterapie en antibiotika geplaas, en dit lyk asof die behandeling van bakterieë doodmaak. Maar binne 'n maand het die mikrobe-aangedrewe koors teruggekeer.
Die pasiënt het die welbekende superbug MRSA (metisillienweerstandig) opgedoen Staphylococcus aureus). Dus het die mediese span hom tot een van die "laaste linies van verdediging" -antibiotika gewend, die kragtige saamgestelde vankomisien. Hierdie stam van MRSA het oorspronklik geen natuurlike verweer teen vankomisien nie, maar teen Augustus daardie jaar het dit weerstandig geword, wat die behandeling ondoeltreffend gemaak het.
Wetenskaplikes sou later ontbloot dat die MRSA eerder 'n groot stuk nuwe DNA gekry het as om weerstand te verkry deur 'n eenvoudige mutasie. Binne hierdie string geskenkte genetiese kode was die instruksies vir proteïene wat die bakterieë sou beskerm teen die vernietigende werk van die antibiotika. MRSA het 'n wenhand gekry, maar waar kom hierdie DNA vandaan?
Wanneer dit kom by jou gesondheid, waar jy leef
Tik Enterococcus faecalis. Hierdie fout word tipies beskryf as 'n kommensale bakterie (een van ons "goeie bakterieë"), wat gelukkig in ons ingewande leef en geen skade berokken nie. Ons spysverteringskanale is 'n korf van mikrobiese aktiwiteit, wat enkelgesellige organismes in hul triljoene huisves. Die sogenaamde mikrobioom is ongelooflik belangrik om 'n gesonde menslike derms, maar help ook om die sinistere kant van foute soos fecalis te onderdruk.
As pasiënte met 'n verswakte immuunstelsel antibiotiese behandelings ondergaan, kan hierdie ongewenste kant blom. As ons antibiotika kry, vee hulle onbetwisbaar die bakterieë weg wat geen natuurlike verdediging het nie, terwyl hulle soms die dermmikrobioom van baie van sy vriendelike inwoners skoonmaak. Maar faecalis is intrinsiek toegerus met 'n arsenaal van natuurlike weerstandsmeganismes binne sy DNA, wat dit dikwels toelaat om te oorleef.
Daar is geen onderdrukkende bure in die omgewing nie, of 'n bekwame immuunstelsel om hulle in toom te hou, en faecalis en sy weerstandbiedende volksgenote vermeerder en floreer en verdeel hulle gelukkig om in die nuut beskikbare eiendomsmark van die ingewande in te beweeg. En kort voor lank kom hulle in noue kontak met hul weerstandbiedende en moontlik siekteveroorsakende bure.
As mense bymekaarkom, ruil ons idees gereeld deur middel van taal. Maar wanneer bakterieë bymekaarkom, kan hulle inligting deur middel van DNA-gekodeerde instruksies uitruil. Dit staan ​​bekend as horisontale geenoordrag, waar kopieë van DNA van een sel na 'n ander beweeg. Ongelukkig, E. faecalis en sy superbug-landgenote het al die beste inligting om te deel, inligting wat hulle toelaat oorleef antibiotika.
Maar faecalis het 'n stap verder gegaan op sy evolusionêre reis en een van die uiteindelike handelaars van antibiotiese weerstandigheid geword. Een verdedigingsmeganisme wat bakterieë gebruik om hulself teen ongewenste genetiese kode te beskerm, is die CRISPR-cas9-stelsel, wat wetenskaplikes nou ook as 'n manier gebruik DNA te wysig. Die stelsel het ontstaan ​​as 'n middel vir bakterieë om virale DNA en ander potensieel gevaarlike genetiese kode in stukke te kap voordat dit skade berokken het.
E. faecalis een keer het die belangrike CRISPR-cas9-stelsel 'n plek gehad, maar die verdedigingsmeganisme is verbasend opgeoffer sodat allerhande DNA binne die mure van die sel kon binnedring en kon bly. Dit was 'n riskante strategie, maar dit het uiteindelik die moeite werd bewys deur die middele vir faecalis te ontsluit om bane van genetiese kennis te verwerf en daarna deur te gee. Dit is deur hierdie wins-en-uitruil-ontwerp wat fecalis verleen het vankomisienweerstand teen MRSA.
Antibiotiese weerstand bedreig ons vermoë om ernstige infeksies te behandel. Titikul B / Shutterstock
Antibiotika speel 'n kritieke rol in moderne medisyne. Dit word gereeld gebruik om aansteeklike siektes te behandel, wat vooraf na die operasie toegedien word, en het daartoe bygedra dat die gemiddelde lewensverwagting met 'n gemiddeld van 20 jaar oor die hele wêreld verhoog word. Dit maak die aanpak van antibiotiese weerstandigheid een van die mees dringende kwessies waarmee ons spesies vandag te kampe het. Tog het wetenskaplikes in bakterieë soos faecalis ontdek dat mikrobes wat saamsmelt om die gevaar wat deur antibiotika-weerstandigheid ontwikkel is, te versnel.
Dit gee begrip E. faecalis van kardinale belang. Tog is baie van die natuurlike, intrinsieke weerstand van die mikrobe steeds in die raaisel gehul. Frustrerend genoeg het faecalis dikwels 'n aas op sy mou as dit deur antibiotika uitgedaag word. As ons byvoorbeeld 'n integrale stuk DNA uitvee, vind ons dikwels dat fecalis 'n ander gedeelte van DNA het wat dieselfde rol kan vervul, wat antibiotiese weerstand bied, ongeag. Ons weet egter nog nie ten volle watter stukkies DNA genetiese rugsteunplanne het en watter nie.
'N Stukkie DNA sonder enige rugsteun kan 'n ideale middel vir teiken wees. En gelukkig is ons in staat om hierdie belangrike stukke in die laboratorium te identifiseer deur die segmente van DNA inkrementeel uit te vee. Een vir een sal elke verwydering 'n stap nader aan die identifisering van sleutelgedeeltes van genetiese kode gee waar dit krities is E. faecalis om te oorleef. Dit maak ons ​​vol vertroue dat ons binnekort die dek in ons guns kan stapel teen hierdie spaarsamige opportunistiese patogeen, en uiteindelik die handelaar uit die spel sal verwyder.
Sali Morris, PhD Kandidaat, Universiteit van Bath en James S. Horton, PhD Kandidaat, Universiteit van Bath