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一般的な抗生物質が細菌耐性をどのように促進するか

抗生物質は細菌を一掃することになっていますが、薬物は微生物を予期しない利点に渡すことがあります。 Rutgers Healthの新しい研究は、尿路感染症の主食治療であるシプロフロキサシンが、大腸菌（大腸菌）をエネルギー危機に投げかけ、多くの細胞を死から救い、完全に花の耐性の進化を促進することを示しています。 「抗生物質は実際に細菌の代謝を変えることができます」と、ラトガーズニュージャージー医科大学の学生であるバリー・リーは、医師科学者のための二重博士号を追求し、出版された論文の最初の著者であるバリー・リーは言いました。 自然コミュニケーション。 「私たちは、これらの変化がバグの生存の可能性に対して何をするかを見たかったのです。」 Liと上級著者のJason Yangは、細胞を動かす分子燃料であるアデノシン三リン酸（ATP）に焦点を当てました。 ATPレベルがクラッシュすると、細胞は「生体エネルギーストレス」を経験します。そのストレスを模倣するために、チームは、ATPまたはそのいとこニコチンアミドアデニンジヌクレオチド（NADH）を絶えず燃焼させた遺伝的排水溝で大腸菌を設計しました。次に、シプロフロキサシンに対して、操作された株と正常細菌の両方をピットしました。 結果は研究者を驚かせた。薬物と遺伝的排水はそれぞれATPを削減しましたが、速度を落とすのではなく、細菌が回転しました。呼吸は急上昇し、細胞はDNAを損傷する可能性のある余分な反応性酸素分子を吐き出しました。その狂気は2つの厄介な結果を生み出しました。 最初に、より多くの細菌細胞が生き残った。 タイムキルテストでは、ストレスのないコントロールと比較して、10倍のストレス細胞が致命的なシプロフロキサシン用量を乗り越えました。 Perstister Cellsと呼ばれるこれらの丈夫なストラグラーは、薬がなくなるまで低く横になり、新しい感染を発射するためにリバウンドします。 人々は長い間、変である細胞形成のための低迷した代謝を非難してきました。 「人々は、より遅い代謝が殺害を減らすことを期待していた」とリーは言った。 「私たちは反対のものを見ました。細胞は代謝を増やしてエネルギータンクを補充し、殺害を遅くするストレス反応をオンにします。」 フォローアップ実験により、ストレス下で細胞を再プログラムする細菌アラームシステムである厳しい応答に対する保護が追跡されました。 第二に、ストレスを受けた細胞はより速く変異して抗生物質耐性を進化させました。 説得者は感染をくすぶっていますが、遺伝的耐性は薬物を完全に無視することができます。ラトガースグループは、シプロフロキサシン用量のエスカレートを介して大腸菌を循環させ、ストレスを受けた細胞が通常の細胞よりも早く抵抗閾値に到達することを発見しました。 DNAシーケンスと古典的な突然変異テストは、犯人としての酸化的損傷とエラーが発生しやすい修復を指摘しました。 「代謝の変化は、抗生物質がうまく機能しなくなり、細菌が抵抗性を進化させるのを助けることができます」と、医学部の助教授であり、微生物学、生化学、分子遺伝学の首相学者であるヤンは述べています。 予備的な測定では、ゲンタマイシンとアンピシリンもシプロフロキサシンに加えてATPを排出することが示されています。ストレス効果は、ATPショックに非常に敏感な病原体マイコバクテリウム結核など、非常に異なる病原体にまたがる可能性があります。 もしそうなら、発見は世界的な脅威に新しい光を投げかけます。抗生物質耐性は、すでに年間127万人の死亡に寄与しています。治療の代謝フォールアウトを無視する戦略には、キーレバーが欠落している可能性があります。 調査結果は、抗生物質の発達と使用のためのいくつかの変化を示唆しています。 まず、意図しないエネルギー排水副作用の抗生物質をスクリーニングします。第二に、既存の薬物と、ストレス経路をブロックするか、余分な酸素ラジカルをモップアップする反進化ブースターと組み合わせます。第三に、可能な限り最高の用量で感染を爆破する本能を再考します。以前の研究と新しいデータはどちらも、極端な濃度が細菌を保護する非常にストレスを引き起こす可能性があることを示唆しています。 「バクテリアは私たちの攻撃をトレーニングキャンプに変えます」とヤンは言いました。 「そのキャンプへの電力を削減できれば、抗生物質をより長く動作させることができます。」 LiとYangは、微生物エネルギー危機を盾ではなくアキレスのかかとに戻すことを期待して、生体エネルギーストレスを和らげる化合物をテストすることを計画しています。 #一般的な抗生物質が細菌耐性をどのように促進するか