最近の推定では、致死性の抗生物質耐性感染症が今後四半世紀にわたって急速に拡大することが示されています。最近の研究によると、1990年から2021年まで毎年100万人以上が薬剤耐性感染症で死亡しており、新たな予測では2050年までに毎年200万人近くが死亡するとの予測がある。
この公衆衛生上の危機に対抗するため、科学者たちは細菌感染の複雑な仕組みの中で新たな解決策を模索しています。カリフォルニア大学サンディエゴ校の研究者らが主導した研究で、抗生物質耐性のある細菌株の脆弱性が発見された。
カリフォルニア大学サンディエゴ校生物科学部のギュロル・シュエル教授らは、アリゾナ州立大学とポンペウ・ファブラ大学（スペイン）の研究室と協力して、細菌の抗生物質耐性を調査した。 枯草菌 彼らの研究は、一度抗生物質耐性を獲得すると、細菌の突然変異体がなぜ増殖せず、集団を占拠しないのかという疑問によって動機づけられました。同様の抗生物質耐性を持たない他の細菌よりも優位なため、そのような細菌が優勢になるはずです。しかし、そうではありません。なぜ？
答えは雑誌で報告されました 科学の進歩それは、抗生物質耐性には代償が伴うということです。抗生物質耐性は細菌が生き残るためにいくつかの利点をもたらしますが、研究チームはそれが潜在的な優勢を妨げる生理学的制限とも関連していることを発見しました。この事実は、抗生物質耐性の蔓延を阻止するために悪用される可能性があると研究者らは指摘している。
「我々は抗生物質耐性菌のアキレス腱を発見した」とカリフォルニア大学サンディエゴ校分子生物学科のメンバーであるシュエル氏は語った。 「このコストを利用して、薬剤や有害な化学物質を使用せずに抗生物質耐性の確立を抑制することができます。」
すべての細胞は、生存するためにマグネシウムイオンなどの荷電イオンに依存しています。リボソームはマグネシウムイオンに依存しています。これは、この金属陽イオンがその構造と機能の安定化に役立つためです。しかし、新たな研究における原子スケールのモデリングでは、抗生物質耐性を与える変異リボソーム変異体が、生細胞を駆動するエネルギーを供給するアデノシン三リン酸（ATP）分子とマグネシウムイオンを過剰に競合していることが判明した。さらに数学モデルは、これが細胞内の限られたマグネシウム供給をめぐってリボソームとATPの綱引きを引き起こすことを示した。
内部のリボソーム変異体の研究 枯草菌 「L22」と呼ばれるこのリボソームは、抗生物質に耐性のない通常の「野生型」リボソームよりも、マグネシウムをめぐる競争によってL22の成長が妨げられることを研究者らは発見した。したがって、競争は、耐性を持つ変異細菌に関連した生理学的損害を課すことになる。
「抗生物質への耐性は細菌が生存するための大きな利点であると私たちはよく考えていますが、細菌の増殖には環境内のマグネシウム制限に対処する能力の方が重要であることがわかりました」とシュエル氏は述べた。
この新たに発見された弱点を、薬剤や有毒化学物質を使用せずに抗生物質耐性に対抗する標的として利用できるようになりました。たとえば、細菌環境からマグネシウムイオンをキレート化することが可能かもしれません。これにより、私たちの健康に有益である可能性のある野生型細菌に影響を与えることなく、耐性株を選択的に阻害できるはずです。 「我々は、抗生物質耐性菌の分子的および生理学的特性をより深く理解することで、薬剤を使用せずにそれらを制御する新しい方法を見つけられることを示しています」とシュエル氏は述べた。
10月、シカゴ大学のSüelらは、抗菌薬耐性菌の健康危機と闘うための別のアプローチを発表した。私たちの皮膚に存在する特定の細菌の自然な電気活動を利用する生体電子デバイスの開発は、感染症を管理するための別の薬物を使わないアプローチへの道を開きます。この進歩により、有害な影響が軽減されることが証明されました。 表皮ブドウ球菌院内感染を引き起こし、抗生物質耐性を引き起こすことで知られる一般的な細菌です。どちらの研究でも、研究者らは細菌を制御するために荷電イオンを使用しました。
「有効な抗生物質が不足しており、数十年にわたる抗生物質の横行使用により、北極から海洋、地下水に至るまで抗生物質が世界中に拡散している」とシュエル氏は述べた。 「細菌感染症を治療するための薬物を使用しない代替手段が必要であり、私たちの最近の2つの研究は、実際に抗生物質耐性菌の薬物を使用しない制御をどのように達成できるかを示しています。」
新しい研究の著者は、Eun Chae Moon、Tushar Modi、Dong-yeon Lee、Danis Yangaliev、Jordi Garcia-Ojalvo、S. Banu Ozkan、Gürol Süelです。
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#抗生物質耐性菌のアキレス腱
2024-11-17 02:36:00