Bakterien, die überraschend schlau zu teilen Antibiotikaresistenz

Bakterien mehr Strategien zur Bekämpfung von künstlichen Antibiotika, als bisher angenommen haben, schlägt eine neue Studie.

Die Ergebnisse zeigen, dass nur wenige Antibiotika-resistente Bakterien innerhalb einer Kolonie Schutz für die gesamte bakterielle Gemeinschaft verleihen können. Aber Wissenschaftler möglicherweise in der Lage, diese Schutzstrategie entwickeln Behandlungen für Antibiotika-resistente Bakterien zu nutzen.

Früher dachten Forscher jedes Bakterium innerhalb einer Kolonie individuell Antibiotika-Resistenz entwickeln musste. Diese entweder damals, als es eine Veränderung in seinen Genen, genannt eine Mutation, die übertragenen Widerstand, oder wann es abgeholt Gene von anderen Bakterien kam es in Kontakt mit, die Widerstand erfahren.

Aber die neue Studie zeigt, dass Bakterien Glück, Resistenzen zu entwickeln in der Lage, ihr Glück über längere Strecken mit ihren Nachbarn zu teilen, ohne ihre Gene zu ändern sind. Antibiotika-resistente Bakterien können ein Signalmolekül, die innerhalb der nicht-resistenten Bakterien, befähigt, im Beisein des Medikaments überleben Schutzmechanismen aktiviert senden.

"Es zeigt, dass diese einzelligen Organismen mehr oder weniger als ein vielzelliger Organismus Verhalten können", sagte Studienautor James J. Collins, Forscher am Howard Hughes Medical Institute in Boston.

Die Studie ist die erste zu zeigen, dass Signalmoleküle in Antibiotikaresistenz eine Rolle spielen kann, sagte Collins. Ein besseres Verständnis für diese Art der bakteriellen Kommunikation entscheidend für herauszufinden, Wege, um Widerstand zu verhindern sein kann, sagen die Forscher.

Die Arbeit wird in der 2. September-Ausgabe der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht.

Langstrecken-Widerstand

Den letzten Jahren gab es einen Anstieg der Zahl der Fälle von Antibiotika-resistente Bakterien oder "Superbugs", einschließlich Methicillin-resistenten Staphylococcus Aureusoder MRSA.

Collins und seine Kollegen waren interessiert wie Bakterien erwerben die genetischen Mutationen, die Widerstand zu leisten. Sie wuchsen Escherichia coli in einem Bioreaktor, ein Instrument, mit dem die Forscher fest die Umgebung kontrollieren, in der die Mikroben leben.

Sie unterzogen die Bakterien dann steigenden Dosen von Antibiotika Norfloxacin. Jeder so oft entfernt sie kleine Proben von der Bakterienpopulation zu testen, was als die "minimale inhibitorische Konzentration" (MIC) die minimale Dosis eines Antibiotikums bekannt ist, das Wachstum von Bakterien verhindert. Bakterien mit höheren Mikros haben bessere Resistenz gegen Antibiotika.

Die Forscher waren überrascht zu sehen, dass die meisten ihre kleine Proben niedriger Mikrofone als die Bevölkerung als Ganzes. Aber jeder so oft, sie stolperte über eine Probe, die einen viel höhere MIC als Gesamtkonzern hatte.

Weiterer Forschung vorgeschlagen, dass weniger als 1 Prozent der Bakterienpopulation tatsächlich resistent gegen die Norfloxacin.
Diese resistenten Bakterien sind nicht durch das Medikament gestresst und sind in der Lage zu helfen, den Rest der Bevölkerung durch die Freigabe eines Proteins namens Indol in ihrer Umgebung.

"Indol verbessert Widerstand anfälliger Zellen, damit sie überleben und gedeihen gegenüber dem Antibiotikum, obwohl sie nicht unbedingt eine Mutation haben, die sie Widerstand gegen das Antibiotikum leistet" sagte Collins MyHealthNewsDaily.

Indol schaltet Pumpen in die ansonsten anfällig Bakterien, so dass sie das Antibiotikum zu vertreiben. Es löst auch Wege, die die Bakterien gegen freie Radikale Moleküle mit zusätzlichen Elektronen zu schützen, die die Bakterien Schaden zufügen können. Eines der wichtigsten Mittel Antibiotika gedacht werden, um Bakterien abzutöten ist durch bombardieren sie mit freien Radikalen.

Durch das Versenden von Indol, scheinen die Antibiotika-resistente Bakterien selbstlos handeln. Sie erhalten keinen Vorteil; in der Tat ist es teuer für diese Bakterien produzieren Indol. Aber dadurch, dass dieses Protein, helfen sie anderen, die ihre Gene teilen.

Zukünftige Forschung

Ausrichtung auf die Weg Bakterien Verwendung zu Indol sagte eine nützliche Methode, um die Entwicklung von Antibiotika-Resistenzen blockieren könnten, Collins.
Die Forscher haben auch herausgefunden, dass E. Coli produzieren Indol in Gegenwart von anderen Antibiotika neben Norfloxacin. Sie denken, dass dies möglicherweise eine weit verbreitete Strategie, die Bakterien beschäftigen, um Widerstand, zu teilen, sagte Collins, aber zukünftige Arbeit benötigt werden, um festzustellen, ob dies der Fall ist.

Zukünftige Studien werden auch untersuchen, ob andere Moleküle neben Indol eine Rolle spielen bei dieser Aufteilung der Antibiotika-Resistenz.

Die Studie wurde gefördert durch die National Institutes of Health, der National Science Foundation und dem Howard Hughes Medical Institute.

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