Cercetătorii de la Universitatea Exeter descoperă mecanismele prin care doxycyclina dezactivează bacteriile
Cercetătorii au identificat două noi mecanisme prin care un antibiotic bine cunoscut acționează, deschizând calea pentru dezvoltarea unor noi tratamente antibiotice.
O echipă de la Universitatea Exeter a studiat bacteria Coxiella burnetii pentru a înțelege de ce aceasta este atât de sensibilă la doxyciclină. Acest antibiotic, frecvent prescris, este eficient chiar și la concentrații mici.
Celulele își construiesc proteinele într-un mecanism numit ribozom. Proteinele proaspăt construite părăsesc ribozomul printr-un canal de ieșire. Echipa a descoperit că, în cazul C. burnetii, moleculele de antibiotic se suprapun pentru a bloca canalul de ieșire al ribozomului, dezvăluind un nou mecanism prin care doxycyclina dezactivează bacteriile. Această descoperire ar putea deschide drumul pentru o nouă generație de antibiotice derivate din doxyciclină.
Profesorul Nicholas Harmer, de la Institutul de Sisteme Vii al Universității Exeter, care a condus cercetarea, a declarat: „În acest studiu, am folosit microscopie electronică, iar progresele recente ne permit să observăm structuri moleculare în detalii mai mari decât oricând. Am fost surprinși să obținem o serie de descoperiri importante, inclusiv un mecanism complet nou prin care doxycyclina acționează împotriva Coxiella. Acum trebuie să investigăm dacă putem extinde aceasta și la alte forme de bacterii care sunt rezistente la antibiotice, ceea ce ar putea deschide o cale foarte interesantă pentru noi tratamente.”
Căutarea de noi antibiotice reprezintă o prioritate internațională în cercetare, în contextul unei crize în care antibioticele devin din ce în ce mai ineficiente pe măsură ce bacteriile evoluează în fața lor, ceea ce face ca infecțiile tratabile anterior să devină letale. Studiul s-a concentrat în principal pe Coxiella burnetii. Această bacterie este prevalentă la animale și poate fi inhalată de oameni, provocând simptome severe asemănătoare gripei, care pot duce la moarte. Persoanele care lucrează cu animale de fermă sunt deosebit de expuse.
Microscopia electronică a permis echipei să observe ribozomii, care decodează instrucțiunile genetice purtate de moleculele de mARN și le transformă în proteine, care sunt „muncitorii” celulei. Cercetătorii au observat mecanismul deja cunoscut prin care doxycyclina acționează, adică prin blocarea legării tRNA-ului la centrul de decodare al ribozomului.
Cu toate acestea, echipa a fost surprinsă să descopere un al doilea mecanism în acțiune – au observat un stoc de trei molecule de doxycyclină care blochează complet ieșirea noilor proteine din ribozom, oprind astfel producția de proteine. Aceasta împiedică traducerea moleculelor de mARN, ceea ce înseamnă că bacteriile nu pot crește și reproduce. Un mecanism suplimentar a fost observat și în bacteria E. coli, mai frecvent studiată. Aici, o singură moleculă de doxycyclină poate reconfigura radical ribozomul într-o stare inactivă, nemaivăzută până acum.
Această descoperire ne-a surprins cu adevărat – nu ne-am așteptat să găsim un mecanism atât de frumos care explică de ce antibiotic este atât de eficient în tratarea infecțiilor cu C. burnetii. Cu entuziasm, suspectăm că acest lucru ar putea fi aplicabil și altor bacterii, având potențialul de a genera noi tratamente împotriva bolilor care sunt în prezent greu de tratat. Observația noastră asupra ribozomului reconfigurat și inactiv oferă o altă posibilă cale pentru un antibiotic extrem de puternic în viitor. Următorul nostru pas este să investigăm dacă putem folosi aceste mecanisme pentru a crea o nouă modalitate prin care antibioticele să lupte împotriva infecției, ceea ce avem nevoie urgent la nivel global.”
