Neue Strategie kann Ausbreitung von Antibiotikaresistenzen einschränken

Studie identifiziert Schlüsselschritt bei der Ausbreitung von Arzneimittelresistenz, Interventionsmöglichkeit

Fleckenlose Oberflächen in Krankenhäusern können Bakterien verdecken, die für gesunde Menschen selten Probleme verursachen, aber für Menschen mit geschwächtem Immunsystem eine ernsthafte Bedrohung darstellen. Acinetobacter baumannii verursacht lebensbedrohliche Lungen- und Blutinfektionen bei Krankenhausinsassen. Solche Infektionen gehören zu den am schwierigsten zu behandelnden Krankheiten, da sich diese Bakterien entwickelt haben, um den meisten Antibiotika zu widerstehen.

Forscher an der Washington University School of Medicine in St. Louis haben nun einen wichtigen Schritt in der Übertragung von Antibiotikaresistenz von einem Acinetobacter -Bakterium auf ein anderes Bakterium herausgefunden, eine Einsicht, die Aufschluss darüber gibt, wie Antibiotikaresistenz verbreitet sich in einem Krankenhaus oder in einer Gemeinde.

Die Ergebnisse, die am 9. Januar in Proceedings der National Academy of Sciences online veröffentlicht wurden, eröffnen eine neue Strategie zur Sicherung unserer Fähigkeit, bakterielle Infektionen mit Antibiotika zu behandeln. Die Forschung zeigt, dass die Wirksamkeit aktueller Antibiotika durch Eindämmung der Ausbreitung von Antibiotika-Resistenzgenen etwas aufrechterhalten werden kann.

"Das Problem von Superbugs, die gegen alle Antibiotika resistent sind, ist größer als nur Acinetobacter", sagte der leitende Autor Mario Feldman, assoziierter Professor für molekulare Mikrobiologie. „Was machen wir, wenn Antibiotika nicht mehr wirken? Wir können nach neuen Antibiotika suchen, aber Bakterien werden immer wieder einen Weg finden, um Resistenzen zu entwickeln. Wir müssen auch verhindern, dass sich der Widerstand ausbreitet. “

Acinetobacter -Stämme tragen die genetischen Blaupausen für Arzneimittelresistenz auf kleinen Schleifen von DNA, Plasmiden genannt, die in zwei Größen erhältlich sind. Große Plasmide, die dazu neigen, immer mehr Antibiotika-Resistenzgene zu akkumulieren, tragen die genetischen Anweisungen, um ein nadelartiges Anhängsel zu bauen, um Kopien von sich selbst in nahegelegene Bakterien einzufügen. Für kleine Plasmide, die Resistenzgene gegen eine einzelne, aber wichtige Gruppe von Antibiotika, die als Carbapeneme bekannt sind, enthalten, fehlen ihre eigenen Verteilungsinstrumente, so dass sie in neue Bakterien eindringen, indem sie zusammen mit den großen Plasmiden markieren.

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"Plasmide wollen die Welt erobern", sagte Feldman. „Plasmide sind selbstsüchtige genetische Elemente, die nur so viel wie möglich produzieren wollen, und sie kooptieren Bakterien, um dies zu tun. Das ist beängstigend für uns, da die Plasmide sehr effizient Antibiotikaresistenzen sammeln können. Wenn sie sich vermehren und mehr Bakterien infizieren, verbreiten sie Resistenzen. “

Die Fortpflanzungsstrategie der Plasmide erfordert einen engen Kontakt zwischen zwei Bakterien. Dies wirft jedoch die Frage auf: Wie kommen zwei Bakterien jemals nahe genug, um Plasmide miteinander zu übertragen? Die meisten Acinetobacter schützen vor Fremden mit einem System, das tödliche Proteine ​​in nicht verwandte Bakterien injiziert, die sich zu nahe kommen, wodurch die Veränderungen der Verbreitung von Antibiotikaresistenzgenen reduziert werden.

Feldman mutierte zusammen mit dem Erstautor und Postdoktoranden Gisela Di Venanzio und seinen Kollegen die Plasmide, um herauszufinden, wie sie solche bakteriellen Abwehrmaßnahmen umgehen. Ihre Arbeit wurde zum Teil vom Fakultäts-Diversity-Scholars-Programm der Washington University unterstützt, das die Rekrutierung von unterrepräsentierten Minderheitenwissenschaftlern fördert. Feldman und Di Venanzio kommen beide aus Argentinien.

Die Forscher fanden heraus, dass Plasmide die Selbstverteidigungssysteme von Bakterien deaktivieren, so dass Plasmide Kopien von sich selbst in benachbarte Bakterien injizieren können, was den unwissenden bakteriellen Nachbarn Arzneimittelresistenz verleiht. Das Plasmid zwingt die Bakterien, in denen es sich befindet, dazu, seine Waffen niederzulegen, und sorgt dafür, dass Bakterien in der Nähe nicht abgetötet werden, bevor die Plasmide sie infizieren können. Die Forscher fanden heraus, dass mutierende Plasmide, so dass sie die Abwehrkräfte der Bakterien nicht beeinträchtigen konnten – oder die Bakterien mutieren, um die Abwehrkräfte nicht senken zu können – die Ausbreitung der Plasmide verhindert haben.

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Diese Ergebnisse bieten eine neuartige Öffnung, um die Ausbreitung von Arzneimittelresistenzen zu unterbrechen, sagten die Forscher. Die beteiligten Gene wurden identifiziert. Nun müssen Forscher nach Verbindungen suchen, die verhindern, dass Plasmide die bakteriellen Abwehrsysteme stören.

"Wenn wir einen Inhibitor gefunden haben, könnten wir damit Krankenhausoberflächen reinigen und die Verbreitung von Arzneimittelresistenzen verhindern", sagte Feldman. „Dies ist eine sofort einsatzbereite Idee, die wir aber brauchen. Wenn wir nur neue Antibiotika finden, werden die Bakterien einfach wieder resistent. Wir müssen Therapien finden, die die Bakterien nicht abtöten, aber verhindern, dass sie resistent werden, damit wir unsere Antibiotika auch in Zukunft einsetzen können. "


Di Venanzio G., Moon KH, Weber B., Lopez J., Ly PM, Potter RF, Dantas G., Feldman M. Multiarzneimittelresistente Plasmide unterdrücken chromosomal kodiertes T6SS, um deren Verbreitung zu ermöglichen . Verfahren der National Academy of Sciences. 9. Januar 2019. DOI: 10.1073 / pnas.1812557116

Diese Arbeit wurde vom Nationalen Institut für Allergie und Infektionskrankheiten der National Institutes of Health (NIH), Bewilligungsnummer R01AI125363, und der Abteilung für Molekulare Mikrobiologie an der Washington University School of Medicine in St Louis

An der Washington University School of Medicine sind die 1500 Fakultätsärzte auch das medizinische Personal von Barnes-Jewish und St. Krankenhäuser von Louis Children. Die School of Medicine ist führend in der medizinischen Forschung, im Unterricht und in der Patientenversorgung und zählt laut US News & World Report zu den Top 10 der medizinischen Fakultäten der USA. Durch die Verbindung mit den Krankenhäusern von Barnes-Jewish und St. Louis Children ist die School of Medicine mit [BJCHealthCare verbunden.

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Ursprünglich von der School of Medicine veröffentlicht

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