Samoubilački mehanizam bakterija protiv infekcija

Istraživači iz američke bolnice Mount Sinai iz New Yorka otkrili su kako se samoubilačka aktivnost bakterija može koristiti u borbi protiv otpornosti na antibiotike.

Tim je pronašao način da uključi vitalni bakterijski obrambeni mehanizam za borbu i upravljanje bakterijskim infekcijama. Obrambeni sustav, nazvan antifagni signalni sustav temeljen na cikličkim oligonukleotidima (CBASS), prirodni je mehanizam kojim se određene bakterije koriste kako bi se zaštitile od virusnih napada. Bakterije se samouništavaju kao sredstvo za sprječavanje širenja virusa na druge bakterijske stanice u populaciji.

"Željeli smo vidjeti kako se aktivira bakterijski samoubijajući CBASS sustav i može li se njime ograničiti bakterijske infekcije", kaže suautor Aneel Aggarwal, dr.sc., profesor farmakoloških znanosti na Icahn Mount Sinai. "Ovo je svježi pristup u borbi protiv bakterijskih infekcija, što predstavlja značajan problem u bolnicama i drugim sredinama. Ključno je pronaći nove alate za borbu protiv otpornosti na antibiotike. U ratu protiv superbakterija moramo neprestano inovirati i proširivati ​​naš alat kako bismo bili ispred rastuće otpornosti na lijekove."

Prema izvješću američkog Centra za kontrolu i prevenciju bolesti iz 2019., više od 2,8 milijuna infekcija otpornih na antimikrobne lijekove dogodi se u Sjedinjenim Državama svake godine, a više od 35.000 ljudi umre kao rezultat.

Kao dio eksperimenata, istraživači su proučavali kako se "Cap5" ili protein 5 povezan s CBASS-om aktivira za razgradnju DNK i kako se može koristiti za kontrolu bakterijskih infekcija kombinacijom strukturne analize i raznih biofizičkih, biokemijskih i staničnih testova. Cap5 je ključni protein koji se aktivira pomoću cikličkih nukleotida (malih signalnih molekula) kako bi uništio vlastitu DNK bakterijske stanice.

Istraživači su otkrili da određivanje strukture Cap5 s cikličkim nukleotidima predstavlja tehnički izazov, pa su koristili stručnu pomoć dr. Dalea F. Kreitlera, znanstvenika AMX Beamline u Nacionalnom laboratoriju Brookhaven.

To je postignuto korištenjem mikrofokusiranog sinkrotronskog rendgenskog zračenja u istom objektu. Mikrofokusirano sinkrotronsko rendgensko zračenje vrsta je rendgenskog zračenja koje se ne proizvodi samo pomoću posebne vrste akceleratora čestica (sinkrotrona), već je i pažljivo koncentrirano ili fokusirano na malo područje za detaljnije snimanje ili analizu.

Istraživači sada žele istražiti kako se njihova otkrića mogu primijeniti na druge vrste bakterija i procijeniti može li se njihova metoda koristiti za liječenje infekcija uzrokovanih raznim štetnim bakterijama.

Studiju objavljenu u časopisu Nature Structural & Molecular Biology možete pronaći na ovoj poveznici.