抗生素會阻止成分整合到病原體的細(xì)胞壁中

對抗危險(xiǎn)細(xì)菌的最后一支箭是備用抗生素達(dá)托霉素。主要用于常規(guī)藥物因耐藥菌失效的情況。雖然抗生素是30年前開發(fā)的，但確切的作用方式以前并不清楚。波恩大學(xué)的科學(xué)家現(xiàn)在已經(jīng)解決了這個(gè)難題：達(dá)托霉素可以阻止重要成分進(jìn)入病原體細(xì)胞壁的整合，從而殺死細(xì)菌。研究結(jié)果已發(fā)表在《自然通訊》雜志上。

說到細(xì)菌感染，抗生素是首選的醫(yī)療武器——但它們變得越來越生硬。耐藥性的數(shù)量正在增加，這就是為什么許多抗生素對危險(xiǎn)的病原體不再有效。這些活性物質(zhì)中的一些被設(shè)計(jì)用來抵抗特別嚴(yán)重的細(xì)菌感染。一個(gè)例子是達(dá)托霉素，它于2003年引入美國，2006年引入德國。可用于治療耐甲氧西林金黃色葡萄球菌和耐腸球菌感染。

盡管達(dá)托霉素是在30年前被發(fā)現(xiàn)的，但確切的作用方式仍然難以捉摸。"

波恩大學(xué)藥物微生物研究所和德國感染研究中心的Tanja Schneider博士

關(guān)于這種抗生素如何攻擊和殺死細(xì)菌，有不同的理論。其中之一就是達(dá)托霉素可以穿透細(xì)菌的包膜，導(dǎo)致鉀的流出，最終導(dǎo)致細(xì)菌死亡。施耐德教授研究小組的主要作者之一安娜穆勒博士說：“沒有人知道達(dá)托霉素實(shí)際上是如何起作用的?！?

跨學(xué)科研究團(tuán)隊(duì)

來自醫(yī)學(xué)、藥理學(xué)和物理化學(xué)領(lǐng)域的跨學(xué)科團(tuán)隊(duì)使用各種科學(xué)方法來發(fā)現(xiàn)抗生素的作用模式。研究人員首先用綠色熒光染料標(biāo)記達(dá)托霉素。這使他們能夠在高分辨率顯微鏡下精確跟蹤抗生素與葡萄球菌細(xì)胞對接的位置。Schneider教授的另一位主要作者和同事Fabian Grein博士說：“達(dá)托霉素在新細(xì)胞壁的新合成區(qū)域與細(xì)菌結(jié)合?！?

與構(gòu)建套件中一樣，細(xì)菌細(xì)胞壁由許多成分組成。研究人員進(jìn)一步分析了葡萄球菌和合成細(xì)菌的細(xì)胞壁，結(jié)果表明，兩個(gè)構(gòu)件對達(dá)托霉素特別重要：中央細(xì)胞壁構(gòu)件“脂質(zhì)”和膜脂磷脂酰甘油(PG)。施耐德說：“脂質(zhì)II和PG的結(jié)合是細(xì)菌的致命弱點(diǎn)?！边@就是達(dá)托霉素發(fā)揮作用的地方：抗生素捕捉這些重要成分，阻止細(xì)胞壁的進(jìn)一步構(gòu)建。結(jié)果，細(xì)菌的細(xì)胞壁變得不穩(wěn)定，導(dǎo)致包括鉀在內(nèi)的各種離子流出。"

波恩大學(xué)生物物理化學(xué)系的Ulrich Kubitscheck博士評論說：“我們可以證明達(dá)托霉素是如何起作用的，以及它所連接的分子靶結(jié)構(gòu)?！边@是達(dá)托霉素進(jìn)一步優(yōu)化的重要前提。由于新的活性物質(zhì)不能開發(fā)到抗生素耐藥性所要求的程度，研究人員正在研究不同活性物質(zhì)的聯(lián)合治療。施耐德教授說：“策略是用不同的武器瞄準(zhǔn)已經(jīng)抵抗的細(xì)菌?！比欢?，這只有在作用方式和抗生素靶點(diǎn)已知的情況下才有效。

該研究是在德國研究基金會(DFG)資助的波恩跨區(qū)域合作研究中心TRR261和圖賓根大學(xué)“抗生素細(xì)胞圖-抗生素作用和產(chǎn)生的細(xì)胞機(jī)制”中進(jìn)行的。德國感染研究中心也參與其中。施耐德說：“只有通過這種跨學(xué)科的合作，我們才能邁出決定性的一步，解決科學(xué)思考了30年的難題。"

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