細菌は抗生物質を避けるために人間の体内で形状を変えることができます

細菌は抗生物質を避けるために人間の体内で形状を変えることができます
研究者は、細菌が抗生物質を避けるために使用する別の方法の証拠を持っています。 シリラット/シャッターストック

広範な抗生物質の使用は、抗生物質耐性菌の出現の主な原因です。 最大の脅威の1つ グローバルヘルスへ。 抗生物質耐性は、すでに 年間推定700,000人の死亡、肺炎、結核、go病などの多数の感染症も引き起こしています。 扱いにくい。 細菌が抗生物質耐性を発症するのを止める方法を知らずに、予防可能な病気が引き起こす可能性があると予測されています 10mが1年に死亡 2050によります。

バクテリアが 抗生物質に耐性になる 細菌のゲノムの変化によるものです。 たとえば、バクテリアは抗生物質を排出したり、抗生物質を分解したりできます。 また、成長や分裂を止めることができるため、免疫システムを見つけるのが難しくなります。

しかしながら、 私たちの研究 細菌が抗生物質耐性になるために使用する別のあまり知られていない方法に焦点を当てています。 バクテリアは抗生物質の標的となることを避けるために人体の「形を変える」ことができることを直接示しました。バクテリアが成長を続けるために遺伝的変化を必要としないプロセスです。

実質的にすべての細菌は、細胞壁と呼ばれる構造に囲まれています。 壁は、環境ストレスから保護し、セルの破裂を防ぐ厚いジャケットのようなものです。 バクテリアに規則的な形状(例えば、rod状体または球体)を与え、細菌が効率的に分裂するのを助けます。

人間の細胞には細胞壁(または「ジャケット」)はありません。 このため、細胞壁が著しく異なるため、人間の免疫系は細菌を敵として認識するのは簡単です。 また、細胞壁はバクテリアに存在しますが、人間には存在しないため、ペニシリンなどの最もよく使用される抗生物質の優れた標的です。 つまり、壁を標的とする抗生物質は、私たちに害を与えることなく細菌を殺すことができます。

ただし、細菌は細胞壁がなくても生存できる場合があります。 周囲の条件がバクテリアを破裂から保護することができる場合、それらはいわゆる「L型」に変わる可能性があります。それは細胞壁を持たないバクテリアです。 これらのバクテリアは1935でエミー・クリネベルガー・ノーベルによって発見されました。エミー・クリネベルガー・ノーベルは、当時働いていたリスター研究所にちなんで命名しました。

ラボでは、砂糖を使用して適切な保護環境を作成することがよくあります。 人体では、この形の変化は通常、細菌の細胞壁または特定の免疫分子を標的とする抗生物質によって引き起こされます– リゾチームなど、涙の中に存在する分子で、細菌感染から私たちを守るのに役立ちます。

細胞壁のない細菌は、しばしば壊れやすくなり、通常の形を失います。 しかし、それらは免疫系からは部分的に見えなくなり、細胞壁を特異的に標的とするあらゆる種類の抗生物質に対して完全に耐性があります。

科学者は、細菌が免疫系から隠れて抗生物質に抵抗するのを助けることにより、L型のスイッチングが再発性感染症に寄与する可能性があると長い間疑っていました。 しかし、L-フォームのとらえどころのない性質とそれらを検出するための適切な方法の欠如のため、この理論の証拠を見つけることは困難でした。

細菌が形を変えるのを見る

私たちの研究Nature Communicationsで公開され、再発性尿路感染症(UTI)に関連する細菌種に特に注目しました。 多くの異なる細菌種が見つかりました-を含む E. 大腸菌の そして、 腸球菌 –確かに人間の体内でL型として生き残ることができます。 これは、以前に直接証明されたことがないものです。 細菌DNAを認識する蛍光プローブを使用して、これらの卑劣な細菌を検出することができました。

糖分の多いペトリ皿で尿を増殖させることにより、尿路感染症の再発した高齢患者の尿サンプルをテストしました。 この環境は、バクテリアが破裂するのを防ぐのに役立つだけでなく、これらのサンプルに存在するL型バクテリアも分離しました。 別の実験で、抗生物質の存在下で生きているゼブラフィッシュの胚でプロセス全体が起こるのを見ることができました。


抗生物質が除去された後、バクテリアはL型から細胞壁のある通常の型に戻りました。 (英国ニューカッスル大学へのクレジット)

重要なことは、我々の研究は、人体をより反映した条件で抗生物質をテストする必要があることを示しています。 現在医学研究所で使用されているものは、繊細なL型が生き残るのに十分な保護を提供しません。

L型の切り替えが他の抗生物質耐性と比較して重要であることを完全に理解する前に、より多くの患者を使用したさらなる研究が必要になります。 また、敗血症や肺感染症など、他の再発性感染症でL型がどのような役割を果たすかを調べることも重要です。

これまで、L-フォームの研究は議論の余地のある分野でしたが、私たちの希望は、これらの発見が病気の状況におけるL-フォームのさらなる研究の動機付けになることです。 私たちの希望は、これらの発見が私たちの体からこれらの卑劣な細菌を除去する方法を見つけるのに役立つことです。 細胞壁活性抗生物質とL型を殺すものを組み合わせることは、抗生物質耐性感染と戦う1つの解決策かもしれません。

バクテリアとの戦いは進行中です。 彼らと戦うための新しい戦略を考え出すと、彼らは反撃する方法を思いつきます。 私たちの研究は、感染症との継続的な戦いで考慮する必要があるバクテリアが適応するさらに別の方法を強調しています。会話

著者について

カタジナ・ミツキェヴィチ、ニューカッスル大学研究員、 ニューキャッスル大学

この記事はから再公開されます 会話 クリエイティブコモンズライセンスの下で 読む 原著.


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