Gli scienziati identificano le mutazioni novelle in batteri che promuovono l'evoluzione di resistenza a antibiotici

Gli scienziati dal vasto istituto del MIT e di Harvard a Cambridge, Massachusetts, hanno identificato le mutazioni novelle in batteri che promuovono l'evoluzione di resistenza a antibiotici ad alto livello.

I risultati, pubblicati nel eLife, aggiungono alla nostra comprensione di come la resistenza a antibiotici si sviluppa, che il gruppo dice è cruciale per il mantenimento dell'efficacia sia di esistenza che delle droghe future.

L'aumento dei batteri resistenti agli antibiotici sta sfidando i clinici, con alcune infezioni già resistenti a quasi tutte le droghe disponibili. Un rapporto 2013 dal centri per il controllo e la prevenzione delle malattie stima che tali infezioni uccidano ogni anno almeno 23,000 persone negli Stati Uniti da solo.

Deborah ha appeso, autore senior dello studio corrente ed il membro dell'istituto di memoria ed il co-direttore della malattia infettiva e del programma di Microbiome al vasto istituto, dice: “Alcune specie di batteri, compreso i micobatteri, sviluppano la farmacoresistenza come conseguenza delle mutazioni nei loro geni. Abbiamo voluto guadagnare la nuova comprensione nei trattamenti molecolari che promuovono la resistenza in queste specie esaminando le relazioni fra la concentrazione di antibiotici, i loro effetti di uccisione sui batteri e l'emergenza dei mutanti resistenti alla droga.„

Per fare questo, appeso ed il suo gruppo ha coltivato le centinaia di culture di Mycobacterium smegmatis di specie (Mycobacterium smegmatis), un cugino del batterio che causa la tubercolosi. Hanno esposto i batteri alle concentrazioni antibiotiche basse, dove gli effetti dell'microbo-uccisione delle droghe erano relativamente lenti. Ciò ha permesso che il gruppo riflettesse l'uccisione dei batteri sensibili mentre isolava i diversi pozzi in cui i mutanti si sono sviluppati.

“Abbiamo individuato la conseguenza dei mutanti resistenti alla droga in una frazione delle nostre culture,„ dice primo James Gomez autore. “Ogni persona ha portato le singole mutazioni nelle componenti differenti del ribosoma, il commputer molecolare complesso responsabile della costruzione delle proteine all'interno delle celle.„

Il gruppo ha trovato che queste mutazioni ribosomiali novelle hanno accordato ai batteri la resistenza a varie classi di antibiotici a che nemmeno mirano al ribosoma ed a cui i mutanti non erano stati esposti mai. Egualmente hanno migliorato la resistenza a due sforzi dell'non antibiotico: scossa di calore e sforzo della membrana.

Gomez spiega: “Abbiamo veduto una forma fisica costare ai batteri in quanto le mutazioni hanno diminuito il loro tasso di accrescimento. Tuttavia, riprogrammando quello si è presentato all'interno delle celle in risposta alle mutazioni rese ai batteri molto meno sensibili sia agli sforzi dell'non antibiotico che dell'antibiotico. Ciò suggerisce che, in specie quale Mycobacterium smegmatis, questi tipi di mutazioni possano migliorare la forma fisica negli ambienti del multidrug e servire da pietre facenti un passo verso lo sviluppo di farmacoresistenza ad alto livello, malgrado il costo che le mutazioni hanno sulla crescita.„

Il gruppo ora vuole esplorare questo fenomeno attraverso le diverse specie batteriche, compreso il mycobacterium tuberculosis, tramite gli approcci biologici sperimentali di coppia con una prospezione accurata di informazioni di sequenza del genoma. Una comprensione più completa di come la resistenza del multidrug emerge potrebbe aiutare nello sviluppo o nell'ottimizzazione di nuove droghe per il trattamento delle infezioni batteriche.

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