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O estudo sugere a estratégia nova para retardar a evolução da resistência antibiótica

A elevação da resistência antibiótica em muitos micróbios patogénicos foi conduzida pela propagação de um pequeno número de tensões, sugerindo que algumas bactérias pudessem genetically ser predispor à resistência em desenvolvimento.

O estudo sugere a estratégia nova para retardar a evolução da resistência antibiótica
Colônias bacterianas que crescem em placas de ágar. Crédito de imagem: Andrei Papkou

Os pesquisadores na universidade de Oxford testaram esta hipótese por diferenças de determinação no evolvability entre tensões do micróbio patogénico e procurarando os genes pelo potentiator do `' que aceleram a evolução da resistência. Seus resultados são publicados hoje em comunicações da natureza.

Os cientistas do departamento do zoologia, universidade de Oxford, mostram que um único gene que codifique para uma bomba do eflúvio predispor algumas tensões de S.aureus patogénico evoluir níveis elevados de resistência do ciprofloxacin. O eflúvio bacteriano bombeia activamente produtos químicos da bomba para fora das pilhas bacterianas - meio como uma brigada bacteriana da cubeta - e desta uma maneira importante que as bactérias lidam com a exposição a uma escala de produtos químicos tóxicos, incluindo antibióticos.

Suas experiências envolveram um micróbio patogénico humano comum, o estafilococo - áureo, que é uma fonte importante de infecções resistentes aos antibióticos nos ajustes dos cuidados médicos (IE MRSA). Usaram um antibiótico do largo-espectro chamado o ciprofloxacin que foi desenvolvido nos anos 80, e anunciaram-no inicialmente como uma solução às infecções de MRSA.

O eflúvio antibiótico aumenta o evolvability ampliando os benefícios das mutações que alteram o alvo celular do ciprofloxacin. Crucial, compreender esta relação torna possível prever que tensões são prováveis evoluir a resistência, e para usar inibidores da bomba do eflúvio para retardar a evolução da resistência. Arranjar em seqüência inteiro do genoma revolucionou a microbiologia clínica, e nosso estudo sugere que possa possível usar dados genomic para prever que tensões do estafilococo - áureo tenha uma probabilidade alta de tornar-se resistente aos antibióticos durante o tratamento. Nosso estudo igualmente mostra que isso usar assistentes antibióticos (neste caso, um inibidor da bomba do eflúvio) pode dramàtica retardar a taxa em que a resistência evolui. Um número de inibidores da bomba do eflúvio estão já disponíveis, e nossas mostras que do trabalho uma estratégia nova para usar estes compostos como a anti-evolução do `' se droga.”

Professor Craig Maclean, autor principal, departamento do zoologia na universidade de Oxford

Neste estudo publicado hoje, os cientistas desafiaram mais de 200 isolados do estafilococo - áureo com resistência em desenvolvimento ao ciprofloxacin antibiótico no laboratório. Estas experiências mostraram que as tensões diferentes evoluem a resistência em taxas muito diferentes. Usaram então o genoma que resequencing e a expressão genética que perfila para identificar os genes chaves do candidato que são associados com o evolvability alto através de S.aureus isola-se.

As experiências com tensões genetically projetadas de S.aureus tornaram então possível confirmar a importância de um gene chave do candidato, Nora, essa antibióticos das bombas fora das pilhas bacterianas.

Os cientistas podiam então demonstrar isso que inibe quimicamente a Nora a bomba do eflúvio que pode realmente impedir S.aureus da resistência em desenvolvimento no laboratório.

O momento chave da descoberta neste projecto veio quando nós encontramos que um único gene, Nora, poderia jogar um papel tão grande no evolvability, malgrado o facto que os genomas de S.aureus contivessem mais de 2.000 genes, muitos de que varie entre isolados. Embora todos nossos resultados apoiassem a ideia que Nora sustenta o evolvability, era todavia surpreendente ver como eficazmente os inibidores de Nora poderiam impedir que a resistência evolua no laboratório.”

Professor Craig Maclean

Os cientistas esperam que estes resultados inspirarão pesquisadores clínicos testar o papel das bombas do eflúvio na evolução da resistência durante infecções. Estão continuando nestes resultados tentando compreender os genes que permitem as bactérias de evoluir a resistência aos peptides antimicrobiais que são usados como uma linha do último do ` de defesa' contra os micróbios patogénicos resistentes aos antibióticos.

Os autores notam duas limitações com este estudo: 1) a droga específica que usaram (reserpine) não são ainda FDA aprovado, e assim que não poderia ser usada nos seres humanos e (2) é possível que as drogas da anti-evolução podem ser menos eficazes in vivo devido às dificuldades em obter antibióticos e drogas da anti-evolução aos mesmos tecidos ao mesmo tempo.

A resistência antibiótica nas bactérias patogénicos é um problema grave. As infecções resistentes são calculadas actualmente para causar perto de 1 milhão mortes pelo ano, e previu-se que este aumentará a 10 milhão mortes pelo ano em 2050. Nós precisamos antibióticos novos de opr esta ameaça, mas nós igualmente precisamos novas ferramentas de prever quando a resistência é provável evoluir em resposta ao tratamento antibiótico.

Source:
Journal reference:

Papkou, A., et al. (2020) Efflux pump activity potentiates the evolution of antibiotic resistance across S. aureus isolates. Nature Communications. doi.org/10.1038/s41467-020-17735-y.