Wissenschaftler entdecken neuen Mechanismus für die Antibiotika-Resistenz

Eine der größten Bedrohungen für die öffentliche Gesundheit in der dritten Welt ist Stämme von Tuberkulose-Bakterien, die resistent gegen Antibiotika und andere traditionellen Medizin gewachsen sind.

Nun haben Wissenschaftler in Japan und der Schweiz eine bisher unbekannte Methode erlebt, die einem bestimmten Bakterium verwendet, um die besten Waffen in der medizinischen Waffenkammer zu entziehen. Entdeckungen in der ähnlich, die TB, bewirkt, dass ein Bakterium kann möglicherweise auf eine wirksamere Medikamente führen.

Berichtet in der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift Science, erschüttert die Feststellung auch auf die konventionelle Erklärung wie Bakterien Resistenzen gegen Medikamente entwickeln.

Die Medikamente, die effektiver gegen die Tuberkulose kein Nebensache wird. Nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation gibt es Teile der Welt, wo ein Viertel aller TB-Patienten haben eine resistente Form der Krankheit, genannt multiresistente Tuberkulose oder MDR-TB. Wer berichtet, dass 440.000 Menschen MDR-TB im Jahr 2008 weltweit hatte und ein Drittel von ihnen nicht überlebten. Der Hälfte der Fälle sind in Indien und China. Es gibt eine extreme Version, XDR-TB, das ist noch schlimmer.

MDR-TB ist weniger ein Problem in den Industrieländern aber Behandlung ist immer noch schwierig und teuer.

Die meisten Antibiotika greifen Bakterienzellen, wie sie verhindern, dass sie Zellwände Gebäude teilen. Eine weit verbreitete Theorie der Resistenz gegen Antibiotika ist, dass Bakterien einige Zellen, die nicht trennen enthalten, Persister-Zellen genannt. Da sie nicht teilen, sind sie nicht durch Drogen betroffen, die Zellteilung angreifen. Die Persister Zellen blieb hartnäckig davon unberührt.

Die Forscher an der Universität Tokio und der ETH Lausanne, denke, das ist nicht was geschieht.

Verwenden ein Cousin von TB Bakterium Mycobacterium Smegmatis oft in Labors verwendet, weil es sicherer als die Verwendung einer tatsächlichen TB-Bakterium ist, testeten sie eine Front-Line TB-Medikament namens Isoniazid. Arbeiten in einem Labor in der Schweiz, fanden sie einen völlig anderen Mechanismus der Persistenz beteiligt.

Isoniazid ist ein "pro-Drug", was, dass es nicht tun bedeutet, bis es mit Chemikalien in der Bakterienzelle interagiert. Wenn das Medikament ein Enzym produziert von der Zelle bekannt als KatG trifft, bekommt Isoniazid eingeschaltet.

Beharrlichkeit hatte nichts zu tun mit Zellteilung oder die Wachstumsraten der Zelle, fanden die Forscher. Die Zellen erzeugt KatG in zufälligen Impulsen. Das Medikament hat nicht funktioniert, zwischen den Pulsen, und die Zellen, die nicht KatG produzierten überlebt.

"Pulsieren ist ein Phänomen, selten und nur von kurzer Dauer, und die meisten Zellen gehen von Geburt bis nächste Division ohne pulsieren,", sagte des Schweizer Instituts John McKinney, einer der Hauptautoren.

Vermutlich, wenn das Medikament lange genug vorhanden waren, würde es catch-all die Zellen einen Impuls von KatG und beenden die Infektion.

"Aber denken Sie daran, die unerwartete Ergebnisse unserer Studie ist, dass [Persister] Zellen weiterhin wachsen und sich teilen in Anwesenheit von Antibiotika, die die Bevölkerung kontinuierlich füllt," sagte McKinney. Jene Zellen, die überleben Widerstand mutieren würde, sagte er.

So weit, McKinney sagte, hat das Team keine Muster in die pulsierende gefunden. Es scheint völlig zufällig.

Die derzeitige Behandlung für nicht-resistente TB ist eine Therapie von vier Antibiotika genommen täglich für vier bis sechs Monate, nach David Dowdy, Assistant Professor an der Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health. Die Behandlung ist teuer, weil Krankenschwestern müssen Sie sicherstellen, dass der Patient das Medikament regelmäßig, entweder mit einem Zuhause oder im Büro Besuch nimmt.

Die Behandlung der Tuberkulose "länger, teuer und giftig", sagte Dowdy. Es kann letzten 21 Monate und verlangen eine tägliche Injektion für die ersten sechs bis acht Monate.

"Viele Menschen es nicht tolerieren können nicht", sagte Dowdy. "Nicht nur sind die Medikamente unangenehme aber [sie] haben wichtige Toxizitäten."

Die Heilungsrate für nicht-resistente TB ist ungefähr 90 Prozent, sagte er. Die Heilungsrate für Menschen mit resistenten TB--liegt nehmen sie ihre Medizin--bei rund 70 Prozent.

Ob es der gleiche Mechanismus der schweizerisch-japanischen Team arbeitet mit anderen Arten von Bakterien ist unmöglich zu sagen, doch McKinney sagte,

"Ich würde keine Vermutung Gefahr", sagte McKinney. "Für eine lange Zeit hielt die Persistenz-Feld zurück durch übermäßige Extrapolation der Ergebnisse von einem System auf andere Systeme und ich würde eher nicht dazu beitragen, das Durcheinander."

Schäbig, sagte, dass die Forschung ist nützlich zu wissen, denn es helfen könnte, den Cocktail von Antibiotika zu verbessern, die TB-Patienten nehmen müssen.

Das Problem sei, dass es so wenige Alternativen zu Antibiotika jetzt verfügbar.

"In der Zukunft möglicherweise können wir bessere Entscheidungen zu treffen", sagte Dowdy.

Joel Shurkin ist ein freiberuflicher Schriftsteller mit Sitz in Baltimore. Er ist der Autor von neun Bücher über Wissenschaft und Wissenschaftsgeschichte und unterrichtete Wissenschaftsjournalismus an der UC Santa Cruz, Stanford University und der University of Alaska Fairbanks.

In Science News-Service wird unterstützt durch das American Institute of Physics.