Το ανθεκτικό στα αντιβιοτικά superbug έχει μια πρωτεϊνική επίστρωση σαν αλυσίδα

 Ένα βακτήριο που ονομάζεται Clostridium difficile είναι γνωστό ως υπερμικρόβιο για την απίστευτη αντοχή του στα αντιβιοτικά, η οποία μπορεί να οφείλεται στο γεγονός ότι η εξωτερική του επένδυση πρωτεΐνης έχει δομή παρόμοια με την αλυσίδα.

 Αυτή η επίστρωση μπορεί να προστατεύσει το βακτήριο από φάρμακα και την άμυνα του ανοσοποιητικού συστήματος.

«Αυτή η πανοπλία είναι κατασκευασμένη από πρωτεΐνες οργανωμένες σε ένα διατεταγμένο αλλά ρυθμιζόμενο πλέγμα, σαν αλυσιδωτή αλληλογραφία – ισχυρή αλλά εύκαμπτη», λέει η Paula Salgado στο Πανεπιστήμιο του Newcastle στο Ηνωμένο Βασίλειο. «Είναι πολύ σφιχτά συσκευασμένο, με πολύ στενά ανοίγματα που θα εμπόδιζαν τα αντιβιοτικά και τα μόρια του ανοσοποιητικού συστήματος να εισέλθουν στα κύτταρα».

Το C. difficile  βρίσκεται σε χαμηλά επίπεδα σε ορισμένους υγιείς ανθρώπους, αλλά η αντιβιοτική θεραπεία ατόμων στο νοσοκομείο μπορεί να διαταράξει την ισορροπία των βακτηρίων στα έντερά τους, επιτρέποντας στο ανθεκτικό στα αντιβιοτικά βακτήριο να υπεραναπτυχθεί και να προκαλέσει λοιμώξεις.

Οι τοξίνες που απελευθερώνονται από το βακτήριο μπορούν να προκαλέσουν καταστροφική φλεγμονή στο έντερο, οδηγώντας σε διάρροια – η οποία μπορεί να είναι θανατηφόρα.

Η λοίμωξη συνήθως αντιμετωπίζεται με τη διακοπή της αρχικής αντιβιοτικής θεραπείας και τη μετάβαση σε μια σειρά αντιβιοτικών που είναι αποτελεσματικά κατά του βακτηρίου. Όμως τα βακτήρια εξελίσσονται συνεχώς για να αντιστέκονται στα αντιβιοτικά, επομένως χρειάζονται νέες μέθοδοι.

Μέχρι τώρα, η αναζήτηση νέων θεραπειών περιοριζόταν από την έλλειψη κατανόησης του προστατευτικού χιτώνα του C. difficile , που ονομάζεται S-layer. «Η δουλειά μας είναι το πρώτο βήμα για την καλύτερη κατανόηση του στρώματος S, πώς μπορεί να βοηθήσει το C. difficile να αντισταθεί στα αντιβιοτικά και το ανοσοποιητικό σύστημα», λέει ο Salgado.

Αυτή και οι συνάδελφοί της τράβηξαν εικόνες υψηλής ανάλυσης της δομής του στρώματος S σε ατομικό επίπεδο. Βρήκαν ότι το κάλυμμα αποτελείται από δύο πρωτεΐνες που συναρμολογούνται για να σχηματίσουν ένα συμπαγές πλέγμα που περιβάλλει το βακτηριακό κύτταρο και αγκυρώνει στο κυτταρικό τοίχωμα.

Οι πόροι στην πρωτεϊνική αλυσίδα είναι πολύ μικροί για να αφήσουν μεγαλύτερα μόρια - συμπεριλαμβανομένων των αντιμικροβιακών ενζύμων και των αντιβιοτικών - αλλά μπορούν να περάσουν μικρά μόρια και ιόντα.

Αυτή ήταν μια μεγάλη έκπληξη, λέει ο Salgado. «Λαμβάνοντας υπόψη ότι τα θρεπτικά συστατικά πρέπει να μπουν μέσα στο βακτηριακό κύτταρο και οι τοξίνες… πρέπει να σταλούν έξω, είναι μπερδεμένο πώς συμβαίνει αυτό με τόσο στενά ανοίγματα».

Οι ερευνητές προτείνουν ότι η στόχευση συγκεκριμένων περιοχών του στρώματος S θα μπορούσε να προσφέρει νέους τρόπους για την αντιμετώπιση του C. difficile .

"ΝΤΟ. Η λοίμωξη difficile σχετίζεται με απαράδεκτα υψηλά ποσοστά υποτροπής μετά από καθιερωμένη αντιβιοτική θεραπεία», λέει ο Anthony Buckley από το Πανεπιστήμιο του Leeds στο Ηνωμένο Βασίλειο. "Αυτή η μελέτη υπογραμμίζει ότι το στρώμα S είναι ένας βιώσιμος στόχος για μια νέα κατηγορία φαρμάκων ειδικά για το C. difficile ."

Αναφορά περιοδικού: Nature Communications , DOI: 10.1038/s41467-022-28196-w