A felfedezés elsőként a sok elhúzódó betegségért felelős bakteriális “perzisztereket” célozza meg

A Harvard Egyetem Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering és a Bostoni Egyetem kutatói hatékony és olcsó megközelítést dolgoztak ki a krónikus bakteriális fertőzések, például a staphylococcus és a húgyúti fertőzések, sőt potenciálisan a streptococcus és a tuberkulózis kezelésére. Eredményeik a Nature május 12-i számában jelennek meg.

A krónikus és visszatérő fertőzéseket jellemzően a bakteriális “perziszterek” okozzák – a baktériumok egy kis alpopulációja, amely úgy képes túlélni az antibiotikumos támadást, hogy lényegében leáll és “átalussza” azt, még akkor is, amikor ébren lévő társaikat elpusztítják.

Az eredmény az, hogy a beteg kezdetben látszólag teljesen meggyógyul, de hetek vagy akár hónapok múlva a perziszterek újra életre kelnek, gyakran erősebbek és agresszívabbak, mint valaha, és a betegség visszatér. A bakteriális perzisztencia a fertőző betegségek sikeres kezelésének egyik fő akadálya. Hónapokig elhúzódhatnak a betegségek, a fertőzések átterjedhetnek a vesékre és más szervekre, és a kezelési költségek az egekbe szökhetnek. Tekintettel jelentős negatív hatásaira, a bakteriális perzisztencia a kutatások egyre növekvő területévé vált, azonban a mai napig nem fejlesztettek ki olyan kezelést, amely közvetlenül a perzisztereket célozná meg.

Az antibiotikumoknak ellenálló baktériumokkal ellentétben, amelyeknek a gyógyszeres kezeléssel szembeni ellenálló képessége genetikai különbségeken alapul, a perziszterek genetikailag azonosak a baktériumközösségük többi tagjával. Ami megkülönbözteti őket a többiektől, az a képességük, hogy energiatakarékos üzemmódba tudnak kapcsolni.

A James J. Collins, Ph.D. által vezetett kutatócsoport, most felfedezett egy olcsó és hatékony módszert arra, hogyan lehet felébreszteni ezeket a baktérium alvókat: cukorral olyan aktív állapotba stimulálják őket, amelyben ugyanolyan sebezhetőek az antibiotikumokkal szemben, mint közösségük többi tagja.

Collins a Wyss Intézet egyik fő oktatója, a Bostoni Egyetem biomérnöki professzora és a Howard Hughes Orvosi Intézet kutatója. Kyle Allison, a Howard Hughes Orvosi Intézet és a Bostoni Egyetem munkatársa volt az első szerző, és Mark Brynildsen, a Princeton Egyetem Vegyészmérnöki és Biológiai Mérnöki Tanszékének adjunktusa volt az egyik szerző.

A megközelítésük lényege, hogy cukrot adnak az antibiotikumhoz. A cukor stimulánsként hat, lényegében visszakapcsolja a baktériumok normális reakcióit, például azt, hogy elpusztulnak, amikor a gyilkos antibiotikummal szembesülnek. Allison a cukor hatását egy bakteriális csésze kávéhoz vagy egy ébresztőóra sikolyához hasonlítja.

Ezt a stratégiát alkalmazva az E. coli baktériumokon, amelyek húgyúti fertőzéseket okozhatnak, a csapat képes volt a perzisztensek 99,9 százalékát mindössze két órán belül eliminálni, szemben azzal, hogy cukor nélkül nem történt elimináció. A megközelítés hasonlóan hatékony volt a staphylococcus fertőzéseket okozó baktériumok elpusztításában is. “A célunk az volt, hogy javítsuk a meglévő antibiotikumok hatékonyságát, ahelyett, hogy újakat találnánk ki, ami hosszú és költséges folyamat lehet” – mondja Allison.”

Ezek az eredmények képesek lehetnek javítani a kínzó fertőzésekkel küzdő emberek számtalan életét, miközben jelentősen csökkentik az egészségügyi költségeket is. A legjelentősebb hatást azonban végső soron a tuberkulózisban szenvedő emberek érezhetik világszerte, ami Allison és Collins kutatásának következő fókuszában áll.

A tuberkulózis, amely a tüdőt érintő krónikus bakteriális fertőzés, több halálesetet okoz, mint bármely más fertőző betegség. Az Egészségügyi Világszervezet jelentése szerint naponta körülbelül 4700 ember hal meg tbc-ben. A kezelés általában öt-kilenc hónapig tart.