O nouă clasă de molecule motorizate se dovedește promițătoare în reducerea amenințării rezistenței la antibiotice.
Oamenii de știință de la Universitatea Rice au dezvoltat molecule activate de lumină (HTI), care distrug bacteriile Gram-pozitive și biofilmele pe care le formează. Moleculele realizează acest lucru prin îmbunătățirea generației locale de specii reactive de oxigen (ROS), care atacă și distrug celulele rezistente la medicamente.
Noile molecule sunt diferite față de alte molecule activate de lumină, precum cele care sunt capabile să găurească membranele celulare pentru a le distruge. Aceste molecule sunt activate mai degrabă de lumina vizibilă decât de radiațiile ultraviolete dăunătoare.
În acest proces, HTI-urile activate reacționează cu celula și oxigenul molecular, transferând electroni pentru a produce specii reactive de oxigen (ROS), capabile să distrugă celulele țintă.
„Acestea nu ucid celulele prin distrugerea membranelor, așa cum fac cele dezvoltate anterior, ci destabilizează pentru a genera specii reactive de oxigen și radicali liber, astfel încât să distrugă celulele. Chiar dacă procesul este puțin mai lent, acesta este extrem de eficient”, declară chimistul James Tour.
„Un avantaj important al acestor molecule este că au un spectru îngust de activitate și ucid selectiv un grup specific de bacterii, precum bacteriile Gram-pozitive. Prin urmare, este mai puțin probabil să provoace efectele secundare observate la antibioticele cu spectru larg, care distrug atât bacteriile „rele” cât și pe cele „bune”. De asemenea, sunt mai puțin susceptibile de a genera rezistență, deoarece afectează doar un anumit grup de bacterii”, afirmă Ana Santos.
Bacteriile Gram pozitive nu prezintă o membrană exterioară (deși au un strat gros de peptidoglican), iar acest lucru pare să le facă mai susceptibile la ROS, care oxidează și descompun pereții celulari.
Cercetătorii au testat mai multe variante HTI pe șapte tulpini de bacterii Gram-pozitive și au descoperit că molecula le-a ucis pe toate în prezența luminii. HTI au fost mai puțin eficiente asupra bacteriilor Gram-negative, probabil pentru că membrana lor dublă împiedică HTI să pătrundă în celulă.
Studiul a arătat că HTI-urile au ucis și celulele tolerante la antibiotice ale diferitelor tulpini Gram pozitive în doar 25 de minute, mai rapid decât antibioticele convenționale. În fiecare caz, expunerea repetată la HTI nu a crescut rezistența bacteriilor la tratament.
”Deoarece tratamentul se bazează mai degrabă pe ROS decât pe acțiunea mecanică, acesta nu afectează celulele. Acest lucru deschide calea pentru o nouă terapie antimicrobiană care poate viza, în siguranță, agenții patogeni Gram pozitivi asociați cu infecții ale pielii, cum ar fi arsurile”, explică Santos.
„De asemenea, rezultatele ajută la aprofundarea cunoștiințelor noastre despre mașinile moleculare în general, arătând că nu toate acționează prin aceleași mecanisme și că diferențele din nucleul chimic al moleculei pot duce la acțiuni biologice foarte diferite”, concluzionează Santos.
Sursă material și foto: news.rice.edu
