Vrtamo v bakterije

Špansko-ameriška raziskovalna naveza v novi raziskavi poroča o učinkovitosti in mehanizmu delovanja antibiotikov, ki jih aktivira vidna svetloba. Ugotovitve so objavili v reviji Science Advances. 

Odpornost proti antibiotikom dandanes predstavlja eno večjih groženj javnemu zdravju. Kljub temu novi antibiotiki, ki prihajajo na trg, praviloma delujejo na podlagi istih mehanizmov kot že obstoječi antibiotiki, saj je razvoj takih učinkovin precej cenejši. Za rešitev problema mikrobne odpornosti proti antibiotikom pa so nujno potrebne učinkovine z novim mehanizmom delovanja, na katerega bakterije niso prilagojene. 

Znanost / Frequenza della scienza

Bakterije vs. človeštvo

Antibiotiki in bakterijska rezistenca – kdo bo koga?

Andrea Šetina

 / 3. 5. 2017

V zadnjih letih so kot nova vrsta zdravil nekaj pozornosti pritegnili sintetični molekulski motorji, imenovani tudi molekularni stroji. Gre za molekule, ki so ob določenem signalu sposobne enosmerne rotacije. V preteklosti so raziskovalke kot signal najpogosteje uporabljale ultravijolično sevanje, ki pa je zaradi ionizirajočega delovanja manj primerno za klinične aplikacije. Kot alternativa je zaradi svoje neinvazivne narave zanimiva vidna svetloba. V znanstveni objavi so raziskovalci in raziskovalke predstavili šest molekul, ki jih aktivira vidna svetloba. 

Znanstvenice in znanstveniki so najprej preverili učinkovitost antimikrobnega delovanja s svetlobo aktiviranih molekularnih strojev. Ti so bakterijsko rast zavrli hitreje in v nižjih koncentracijah kot antibiotiki, ki so trenutno v uporabi, učinkovito pa so odstranjevali tudi mikrobne biofilme – to je plast s polisaharidi zaščitenih bakterij, ki je običajno zelo odporna proti zunanjemu strese. Koncentracija, potrebna za zavrtje rasti bakterij, se po dvajsetih ciklih izpostavljenosti ni povečala, kar kaže na to, da bakterije ne razvijejo odpornosti proti molekularnim strojem.

Znanstvena skupina je nato želela ugotoviti, kakšen je mehanizem antimikrobnega delovanja molekularnih strojev. S simulacijami molekulske dinamike so predvideli, da ob signalu v obliki vidne svetlobe molekularni stroji z rotacijskim gibanjem prodrejo skozi celično steno bakterij. S poskusi s fluorescenčnimi barvili so potrdili, da razdrejo celično steno in membrano, pri čemer se vsebina celice razlije v okolje. Z elektronskim mikroskopom so zaznali številne poram podobne deformacije v bakterijski steni. 

Molekularni stroji imajo velik potencial, predvsem ko pride do okužb površinskih ran, saj so te izpostavljene svetlobi. Kljub vsemu pa ima ta tehnologija še nekaj omejitev. Največji oviri sta le delna specifičnost delovanja in posledična tvorba por tudi v membranah sesalskih celic. Specifičnost bi lahko povečali s povečanjem pozitivnega naboja molekularnih strojev, saj so bakterijske celice za razliko od sesalskih v fizioloških pogojih negativno nabite. 

O novih antibiotikih sanja Luka.