Forscher entdecken neue Methode zur Überwindung von antimikrobieller Resistenz.
Forscher des Centers for Antibiotic Discovery and Resistance an der University of Oklahoma haben Moleküle identifiziert, die bakterielle Effluxpumpen hemmen und die Wirksamkeit von Antibiotika verbessern. Dieser Durchbruch, der einen "molekularen Keil"-Mechanismus beinhaltet, bietet eine vielversprechende Möglichkeit für neue Behandlungen gegen Antibiotikaresistenzen.
Die Weltgesundheitsorganisation hat antimikrobielle Resistenz als weltweit besorgniserregend eingestuft, da die meisten klinischen Antibiotika gegen bestimmte pathogene Bakterien nicht mehr wirksam sind. Das Center for Antibiotic Discovery and Resistance an der University of Oklahoma unter der Leitung von Dr. Helen Zgurskaya und Dr. Valentin Rybenkov arbeitet daran, alternative therapeutische Lösungen zu finden.
Antibiotika wirken, indem sie bestimmte Teile einer Bakterienzelle angreifen, wie die Zellwand oder die DNA. Bakterien können gegen Antibiotika auf verschiedene Arten resistent werden, unter anderem indem sie Effluxpumpen entwickeln - Proteine, die sich an der Oberfläche der Bakterienzelle befinden. Wenn ein Antibiotikum in die Zelle gelangt, pumpt die Effluxpumpe es aus der Zelle, bevor es sein Ziel erreichen kann, so dass das Antibiotikum die Bakterien nicht abtöten kann.
Die OU-Forscher haben jedoch zu einer kürzlich im Journal Nature Communications veröffentlichten Entdeckung beigetragen. Die Wissenschaftler fanden eine neue Klasse von Molekülen, die die Effluxpumpe hemmen und das Antibiotikum wieder wirksam machen.
Die Inhibitoren haben einen neuen Wirkungsmechanismus, der bis vor kurzem unklar war. Zgurskayas Team hat in Zusammenarbeit mit Teams des Georgia Institute of Technology und des King's College London in Großbritannien herausgefunden, dass diese Inhibitoren als "molekularer Keil" fungieren, der den Bereich zwischen den inneren und äußeren Zellmembranen ins Visier nimmt und die antibakteriellen Aktivitäten von Antibiotika erhöht. Das Verständnis dieses Mechanismus kann die Entdeckung neuer therapeutischer Ansätze für klinische Anwendungen erleichtern.
"Wir leben bereits in einer postantibiotischen Ära und es wird viel schlimmer, wenn nicht neue Lösungen für Antibiotikaresistenzen in Kliniken gefunden werden. Die Entdeckungen, die wir gemacht haben, werden die Entwicklung neuer Behandlungen zur Bewältigung einer drohenden Krise erleichtern", sagte Zgurskaya.
Referenz: "Conformational restriction shapes the inhibition of a multidrug efflux adaptor protein" von Benjamin Russell Lewis, Muhammad R. Uddin, Mohammad Moniruzzaman, Katie M. Kuo, Anna J. Higgins, Laila M. N. Shah, Frank Sobott, Jerry M. Parks, Dietmar Hammerschmid, James C. Gumbart, Helen I. Zgurskaya und Eamonn Reading, 18. Juli 2023, Nature Communications. DOI: 10.1038/s41467-023-39615-x
Helen Zgurskaya ist Professorin für George Lynn Cross Research und Valentin Rybenkov ist Professor für Biochemie, beide am Department of Chemistry and Biochemistry, Dodge Family College of Arts and Sciences an der University of Oklahoma. Erfahren Sie mehr über ihre Forschung am Center for Antibiotic Discovery and Resistance.
