Algumas bactérias precorrem um caminho alternativo para a resistência aos antibióticos

Algumas bactérias precorrem um caminho alternativo para a resistência aos antibióticos

O estudo com implicações para esforços para deter a propagação de bactérias resistentes aos antibióticos, pesquisadores identificaram um caminho novo, preocupante que algumas bactérias levam em direção a resistência.
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A descoberta focada na Persisters bacterianas, que são diferentes das bactérias resistentes a antibióticos. Bactérias resistentes possuem mutações genéticas que diretamente protegem-los contra os antibióticos. Persisters, por outro lado, enquanto não geneticamente dotado de uma melhor chance de sobrevivência do que mutantes resistentes, pode, no entanto, difícil para fora por causa de certos genes mudam em ou antes, durante ou após tratamento com antibióticos.

O novo estudo descobriu que a linha entre os dois tipos de bactérias não é tão clara quanto os cientistas pensaram anteriormente. Na verdade, os pesquisadores descobriram que alguns persisters eram mais prováveis bactérias padrão para produzir prole com a direta, mutação genética resistência aos antibióticos. Mais preocupante, os pesquisadores encontrados, descendentes do persisters passou a apresentam resistência não só para a droga que seus forbearers tinham sobrevivido, mas também para completamente diferentes classes de antibióticos.

"Nosso estudo demonstrou que as bactérias persister podem adicionar substancialmente ao risco que surgirão mutantes resistentes aos antibióticos," disse Mark Brynildsen, professor associado de engenharia química e biológica em Princeton e autor sênior do estudo. "Sabemos que, porque eles sobrevivem a primeira onda de tratamento, persisters pode causar infecções crônicas. Mas seu papel na promoção de resistência às drogas é um achado inesperado e preocupante".

Para ajudar a retardar o aparecimento de superbactérias letais, clínicos e farmacêuticos precisará adotar novas táticas terapêuticas contra persisters. "Nosso estudo oferece dados convincentes que ao tratar as populações bacterianas, é preciso livrar-se do persisters," disse Brynildsen.

Os outros três autores do estudo, publicado em Comunicações de natureza em 12 de março, são Theresa Barrett, que recentemente completou seu trabalho de doutorado do laboratório Brynildsen e está finalizando um diploma médico na Rutgers Robert Wood Johnson Medical School em New Brunswick, New Jersey; Wendy Mok, um antigo pesquisador pós-doutorado associado no laboratório do Brynildsen e, agora, um professor assistente de biologia molecular e biofísica na saúde de UConn em Farmington, Connecticut; e Allison Murawski, um M.D.-Doutoranda em laboratório do Brynildsen do departamento de biologia molecular.

Os pesquisadores realizou experimentos com Escherichia coli (e. coli), uma bactéria de modelo. A equipa de investigação inicialmente caracterizada como persisters recuperar de um ataque aos antibióticos. A sabedoria convencional — erodindo nos últimos anos — tinha sido que persisters sobrevivem ilesos devido a drogas simplesmente não funciona como previsto em seus alvos celulares. Uma das razões porque: indisponibilidade de destino. Persisters muitas vezes acontece que temporariamente células ou não-crescimento lento, e muitos antibióticos só atacam alvos celulares envolvidos no crescimento. Uma vez que a ameaça aos antibióticos passou, células persister então tropeço volta ao modo de crescimento, dividindo-se em novas células bacterianas como de costume.

A sabedoria convencional, portanto, supõe-se que as populações bacterianas persister-sired iria acumular mutações de resistência aos antibióticos não mais frequentemente que os descendentes de normais, não-persisters. Mutações genéticas para resistência aos antibióticos estão perigosamente mais duráveis do que a persistência de antibióticos, que pode ser uma fase passageira que varia significativamente entre subpopulações bacterianas.

Nem todos os antibióticos funcionam da mesma maneira, no entanto. Por exemplo, antibióticos chamados fluoroquinolonas alvo uma enzima chave, DNA girase, que ajuda o DNA descontrair para replicação e expressão gênica. Quando esta enzima é atacada por fluoroquinolonas, dano ao DNA ocorre, dando início a chamada resposta SOS. Mecanismos de reparo do DNA do balanço para a prorrogação, mas porque eles são naturalmente propenso, a taxa geral de mutação na célula Obtém impulsionada. Como parte da resposta aos antibióticos, células também podem passar por um processo conhecido como filamentação, onde eles alongar mas não dividir até eles tem posto no seu DNA quebrado.

Usando microscopia de lapso de tempo, os pesquisadores de Princeton assisti como hardy, persister Escherichia coli submetido à Ofloxacina antibiótico fluoroquinolona procedeu através desses passos frustrar antibiótico — e em alguns casos, drasticamente. "Observamos um persister que foi muito mais de 60 mícrons, ou 30 vezes o seu comprimento normal," disse Brynildsen, "Então"foi bastante evidente que DNA do persister foi desarrumada do tratamento.

A resposta de sobrevivência extrema finalmente valeu a pena. Além de bater ofloxacin, descendentes dos persisters alguns passou a exibir resistência aos antibióticos com completamente diferentes mecanismos de ação, incluindo o bloqueio da formação de parede celular ou o atrapalhando de outras biomoléculas.

"Normalmente, quando um antibiótico é usado, há preocupação que surgiriam resistência a essa droga específica," disse Brynildsen. "Acelerando a resistência a outras classes de antibióticos, como vimos em nosso estudo, é um cenário muito pior porque ainda mais limita suas opções terapêuticas".

Nathalie Balaban, um professor de física na Universidade Hebraica de Jerusalém, que não estava envolvido na pesquisa, eco o Brynildsen em destacando "a necessidade de encontrar combinações [de tratamentos que são especificamente destinadas a reduzir as populações de persister, de] o que seria então reduzir a probabilidade de desenvolver resistência."

FONTE: Research finds some bacteria travel an alternate path to antibiotic resistance