นักวิทยาศาสตร์พบอาวุธที่มีประสิทธิภาพในการเอาชนะการดื้อยาปฏิชีวนะ

นักวิทยาศาสตร์ในการศึกษาที่ตีพิมพ์ในCell Chemical Biologyพบว่าการเพิ่มโมเลกุลที่เรียกว่า rhamnolipids สามารถสร้างยาปฏิชีวนะ aminoglycoside เช่น tobramycin ที่มีศักยภาพมากกว่าหลายร้อยเท่าในการต่อต้านS. aureusรวมถึงสายพันธุ์ที่ยากต่อการฆ่า rhamnolipids คลายเยื่อหุ้มชั้นนอกของ เซลล์ S. aureus อย่างมีประสิทธิภาพ เพื่อให้โมเลกุลของอะมิโนไกลโคไซด์สามารถเข้าไปในเซลล์ได้ง่ายขึ้น Brian Conlon ผู้เขียนอาวุโสด้านการศึกษากล่าวว่า"มีความจำเป็นอย่างมากสำหรับวิธีการใหม่ๆ ในการฆ่าแบคทีเรียที่ทนต่อหรือต่อต้านยาปฏิชีวนะมาตรฐาน และในท้ายที่สุด เราพบว่าการเปลี่ยนแปลงการซึมผ่านของเยื่อหุ้มเซลล์เพื่อกระตุ้นการดูดซึมของอะมิโนไกลโคไซด์เป็นกลยุทธ์ที่มีประสิทธิภาพอย่างยิ่งในการต่อต้าน S. aureus " PhD, ผู้ช่วยศาสตราจารย์ภาควิชาจุลชีววิทยาและภูมิคุ้มกันวิทยาที่ UNC School of Medicine ศูนย์ควบคุมโรคแห่งสหรัฐอเมริกาได้ประเมินว่าในปี 2560 มีผู้ป่วยมากกว่า 119,000 รายที่ติดเชื้อ Staph ในกระแสเลือดอย่างรุนแรงในสหรัฐอเมริกา ซึ่งมากกว่า 20,000 รายเสียชีวิต การรักษามาตรฐานสำหรับหลายสายพันธุ์ของS. aureusไม่ได้ฆ่าแบคทีเรีย อาจเป็นเพราะแบคทีเรียได้รับความต้านทานยาปฏิชีวนะที่จำเพาะทางพันธุกรรมหรือเพราะพวกมันเติบโตในร่างกายในลักษณะที่ทำให้พวกมันอ่อนแอลงโดยเนื้อแท้ ตัวอย่างเช่นS. aureusสามารถปรับเมแทบอลิซึมของมันให้อยู่รอดได้ในบริเวณที่มีออกซิเจนต่ำในฝีหรือในปอดที่เต็มไปด้วยเมือกของผู้ที่เป็นโรคซิสติกไฟโบรซิส ในสภาพแวดล้อมเหล่านี้ ผนังหรือเยื่อหุ้มชั้นนอกของแบคทีเรียจะกลายเป็นสารที่อะมิโนไกลโคไซด์ผ่านไม่ได้ เช่น โทบรามัยซิน Conlon และเพื่อนร่วมงานรวมถึงผู้เขียนคนแรก Lauren Radlinski ผู้สมัครระดับปริญญาเอกในห้องปฏิบัติการ Conlon พบในการศึกษาในปี 2560 ว่า rhamnolipids ช่วยเพิ่มศักยภาพของ tobramycin ต่อสายพันธุ์ทดสอบมาตรฐานของS. aureus Rhamnolipids เป็นโมเลกุลขนาดเล็กที่ผลิตโดยแบคทีเรียอีกสายพันธุ์หนึ่งคือ Pseudomonas aeruginosa และคิดว่าเป็นหนึ่งใน อาวุธ ตามธรรมชาติของ P. aeruginosa ที่ใช้ต่อสู้กับแบคทีเรียอื่นๆ ในป่า ในปริมาณที่สูง พวกมันจะสร้างรูในเยื่อหุ้มเซลล์ของแบคทีเรียคู่แข่ง นักวิจัยของ UNC พบว่า rhamnolipids ช่วยเพิ่มการดูดซึมของโมเลกุล tobramycin อย่างมาก แม้ในปริมาณที่ต่ำซึ่งไม่มีผลต้านแบคทีเรียอิสระ ในการศึกษาใหม่ Conlon, Radlinski และเพื่อนร่วมงานได้ทดสอบส่วนผสมของ rhamnolipid-tobramycin กับ ประชากร S. aureusซึ่งยากต่อการฆ่าโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการปฏิบัติทางคลินิกทั่วไป นักวิจัยพบว่า rhamnolipids ช่วยเพิ่มศักยภาพของ tobramycin ต่อ: S. aureusเติบโตในซอกที่มีออกซิเจนต่ำ MRSA ( S. aureus ที่ดื้อต่อ methicillin ) ซึ่งเป็นกลุ่มของเชื้อS. aureus ที่เป็นอันตรายซึ่งมีความต้านทานต่อการรักษาที่ได้มาทางพันธุกรรม สายพันธุ์ S. aureusที่ดื้อต่อ tobramycin ที่แยกได้จากผู้ป่วยโรคซิสติกไฟโบรซิส; และรูปแบบ "คงอยู่" ของS. aureusที่ปกติมีความไวต่อยาปฏิชีวนะลดลงเพราะพวกมันเติบโตช้ามาก Radlinski กล่าวว่า "ปริมาณ Tobramycin ที่ปกติจะมีผลกระทบต่อ ประชากร S. aureus เพียงเล็กน้อยหรือไม่มีเลย ทำให้พวกมันเสียชีวิตอย่างรวดเร็วเมื่อรวมกับ rhamnolipids" Conlon, Radlinski และเพื่อนร่วมงานระบุว่า rhamnolipids แม้ในปริมาณที่ต่ำจะเปลี่ยนแปลง เยื่อหุ้มเซลล์ S. aureusในลักษณะที่ทำให้ aminoglycosides ซึมผ่านได้มากขึ้น ยาปฏิชีวนะแต่ละชนิดในตระกูลนี้ที่พวกเขาทดสอบ ได้แก่ tobramycin, gentamicin, amikacin, neomycin และ kanamycin มีประสิทธิภาพเพิ่มขึ้น นอกจากนี้ การทดลองยังแสดงให้เห็นว่ากลยุทธ์การเพิ่มศักยภาพนี้ไม่ได้มีผลเฉพาะกับS. aureusเท่านั้น แต่ยังรวมถึงแบคทีเรียชนิดอื่นๆ อีกหลายชนิด รวมทั้ง Clostridioides difficile (C-diff) ซึ่งเป็นสาเหตุสำคัญของโรคอุจจาระร่วงที่ร้ายแรงและมักถึงแก่ชีวิตในหมู่ ผู้สูงอายุและผู้ป่วยในโรงพยาบาล Rhamnolipids มีหลายสายพันธุ์ และตอนนี้นักวิทยาศาสตร์หวังที่จะตรวจสอบว่ามีตัวแปรที่เหมาะสมที่สุดที่ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพกับแบคทีเรียชนิดอื่นในขณะที่มีพิษเพียงเล็กน้อยหรือไม่มีเลยต่อเซลล์ของมนุษย์ ทีมงานยังวางแผนที่จะศึกษาอาวุธจุลินทรีย์เทียบกับจุลินทรีย์อื่น ๆ เพื่อหาวิธีใหม่ ๆ ในการเพิ่มประสิทธิภาพของยาปฏิชีวนะที่มีอยู่ Radlinski กล่าวว่า "มีปฏิสัมพันธ์ระหว่างแบคทีเรียจำนวนมากที่อาจส่งผลต่อการทำงานของยาปฏิชีวนะของเรา "เรามุ่งมั่นที่จะค้นหาสิ่งเหล่านี้โดยมีเป้าหมายสูงสุดในการปรับปรุงประสิทธิภาพของการรักษาในปัจจุบันและชะลอการดื้อยาปฏิชีวนะ"