Lægemiddelresistens: 'Trojan hest' forbindelse dræber bakterier indefra
Gallium - en jernlignende forbindelse - ligner mad og kan narre bakterier til at spise det. Når de er inde, ødelægger det mikroberne. I en ny undersøgelse brugte forskere med succes forbindelsen til behandling af lungeinfektioner hos mus og mennesker.
Ved at forstyrre deres ernæring kunne vi dræbe bakterier indefra.Centers for Disease Control and Prevention (CDC) har anset antibiotikaresistens som en af vores tids største folkesundhedsudfordringer.
I USA udvikler mere end 2 millioner mennesker en behandlingsresistent infektion hvert år, og 23.000 mennesker dør som et resultat.
Derfor har tackling af superbugs været fokus for meget ny forskning. Forskere har anvendt matematisk analyse for at undersøge alle lægemiddelkombinationer, der kan dræbe behandlingsresistente bakterier, og nogle har henvendt sig til naturen for at undersøge det antimikrobielle potentiale af forbindelser såsom et løgekstrakt.
Nu forsøger forskere en "snigende" tilgang. Forskere ledet af Pradeep Singh, professor i mikrobiologi og medicin ved University of Washington School of Medicine i Seattle, har undersøgt et molekyle, der kan ødelægge bakterier indefra.
Molekylet er et metal kaldet gallium, og det ligner jern. Prof. Singh og team udviklede en tilgang, hvor de snarere end at forsøge at ødelægge bakterier udefra, "lokket" mikroberne til at "spise" molekylet, der ligner mad.
De testede deres tilgang hos både mus og mennesker og offentliggjorde deres fund i tidsskriftet Videnskabelig translationel medicin.
En skruenøgle i bakteriens ernæringssystem
Prof. Singh og kolleger fokuserede deres indsats på den kaldte superbug Pseudomonas aeruginosa, der forårsager infektion på flere steder - inklusive lunger og urinveje.
Prof. Singh forklarer, hvorfor forskerne vendte sig til gallium for dets antimikrobielle egenskaber. ”Kroppen gør meget for at holde jern væk fra bakterier, og inficerende organismer hæver specielle systemer for at importere jern og stjæle det fra værten,” siger han.
”Gallium forstyrrer maskiner, som bakterier bruger til at fremstille nyt DNA, og uden dette kan bakterierne ikke formere sig,” forklarer yderligere studieforfatter Bradley Britigan, professor i intern medicin ved University of Nebraska Medical Center i Omaha.
"Denne og andre vigtige processer kræver jern, og gallium er en abenøgle, der lukker systemet ned."
Forskerne studerede de antibiotiske virkninger af gallium i en musemodel af en lungeinfektion og i et fase I klinisk forsøg med 20 personer med cystisk fibrose og kronisk luftvejsinfektion med P. aeruginosa.
En enkelt dosis gallium fjernede lungeinfektionen fuldstændigt i gnavere. Derudover forbedrede systemisk galliumbehandling lungefunktionen hos mennesker med [cystisk fibrose] og kronisk P. aeruginosa lungeinfektion, ”rapporterer forskerne.
"Disse fund," konkluderer de, "rejser muligheden for, at menneskelige infektioner kunne behandles ved at målrette jernmetabolisme eller andre ernæringsmæssige sårbarheder i bakterielle patogener."
Trojansk hesteforbindelse er sikker og effektiv
Første undersøgelsesforfatter Prof. Christopher Goss ved University of Washington sammenligner gallium med en trojansk hest. "Gallium nærer ikke kun bakterier, som jern ville," siger han, "det skader dem faktisk."
”Vores indledende undersøgelse i en lille gruppe mennesker med [cystisk fibrose] antyder, at gallium er sikkert og forbedrer patienternes lungefunktion […]. Dette er spændende resultater, men vi er nødt til at foretage flere undersøgelser for at afgøre, om gallium kan udvikles til en rutinemæssig, sikker behandling. ”
Prof. Christopher Goss
Forfatterne håber, at galliumbaserede behandlinger vil være den første implementering af Louis Pasteurs idé; i 1800'erne foreslog Pasteur, at interferens med bakteriens ernæring kunne være en effektiv måde at ødelægge dem på.
"[Vi] opmuntres af disse resultater, men vi skal være forsigtige og udføre mere arbejde, inden vi ved," siger professor Singh.