Az antibiotikum-rezisztencia gyenge pontját találta meg a szegedi kutatócsoport

A közlemény jelenleg a második legtöbbször letöltött kézirat a Nature Molecular Systems Biology honlapján, felelős szerzői között szerepel két kutató, Pál Csaba és Papp Balázs is. Eredményeik jelentőségét a napokban a rangos Nature Reviews Microbiologyfolyóiratban is méltatták.

"Az antibiotikumokkal kapcsolatban legtöbbünknek ma már nem a csodagyógyszer kifejezés jut az eszébe, ahogyan felfedezésüket követően nevezték e készítményeket, hanem sokkal inkább az úgynevezett »szuperkórokozókra« gondolunk, amelyek látszólag könnyedén ellenállnak szinte minden, az orvosi gyakorlatban alkalmazott szernek. E veszélyes kórokozók világméretű terjedése mindannyiunk egészségét fenyegeti, hiszen egyre inkább elveszítjük a kontrollt a fertőző megbetegedések felett. Kutatócsoportunk a gyógyszer-rezisztencia égető problémájára keresi a megoldást" – magyarázta az mta.hu-nak Lázár Viktória, a tanulmány első szerzője.

Kutatásaik egyik fő célja, hogy evolúciós kísérletek révén kiderítsék, milyen molekuláris mechanizmusok befolyásolják a gyógyszer-rezisztencia kialakulását, és hogy felfedezhetők-e a hátterükben általános törvényszerűségek. Vizsgálataik során számos szakterület - mint például a kísérleti evolúcióbiológia, a genomika, a bioinformatika vagy a rendszerbiológia – módszereit és eredményeit alkalmazták.

 „Azt vizsgáljuk, hogy amikor a kórokozó ellenállóvá válik egy antibiotikummal szemben, ez a rezisztencia miként befolyásolja a baktérium más hatóanyagokkal szembeni érzékenységét. Megfigyeltük ugyanis, hogy szinte minden általunk vizsgált rezisztens baktériumnak van »Achilles-sarka«: egy másik gyógyszerre rendkívül érzékennyé válik. Ezt a fontos jelenséget nevezzük járulékos érzékenységnek, »kollaterális szenzitivitásnak«, amelyet a kutatók hat évtizede vizsgálták utoljára" – emelte ki Lázár Viktória.

Az antibiotikum-rezisztencia evolúciós folyamatát jól lehet vizsgálni ellenőrzött laboratóriumi körülmények között egysejtű mikroorganizmusokon. Ezért kísérleteik első lépéseként azt tárták fel, milyen genetikai módosulások alakulnak ki a kólibaktérium-törzseknél (Escherichia coli) a klinikai gyakorlatban széles körben alkalmazott antibiotikumok hatására. A későbbiekben programozható automatizált laboratóriumi eszközök segítségével szisztematikusan mérték az egyes szerekkel szemben ellenállóvá vált baktériumtörzseknek más készítményekre kialakuló érzékenységét.

  "A kólibaktériumoknak olyan szerekkel szembeni érzékenységét vizsgáltuk, amelyekkel sohasem találkoztak a kísérleti evolúció során, azaz megalkottuk az E. coli első kollaterális szenzitivitási hálózatát. Ennek alapján pedig egy nagyon érdekes mintázatot figyeltünk meg: az egyik specifikus antibiotikum-családra, az úgynevezett aminoglikozidokra rezisztenssé váló baktériumok ezzel párhuzamosan nagyon gyakran sok más szerrel szemben is járulékos érzékenységet mutatnak" – fejtette ki Lázár Viktória.  

A kutatók újgenerációs teljes genomszekvenálási és különböző molekuláris biokémiai módszerekkel felderítették, mely gének megváltozott működésén keresztül válik ellenállóvá a baktérium az adott készítményekkel szemben. Mint bebizonyosodott, a változások ugyanakkor olyan általános védekező mechanizmusok működését is gátolják a sejtekben, amelyek a más szerekkel szembeni érzékenységért felelősek.

  "A baktériumok antibiotikumokhoz történő alkalmazkodására is érvényes az a közgazdasági alapelv, miszerint »nincs ingyenebéd«. A szerzett antibiotikum-rezisztenciáért ugyanis igen komoly árat kell fizetnie a baktériumnak, amikor bizonyos más szerekkel találja magát szemben. Kísérleteink számos további kérdést vetnek fel, például azt, hogy eredményeinknek mekkora jelentősége lehet a több antibiotikumot alkalmazó komplex terápiák kidolgozásában. Jelenleg ugyanis már rendelkezésünkre állnak olyan antibiotikum-kombinációk, amelyek együttes alkalmazása jelentősen gátolja a rezisztens baktériumtörzsek kialakulását" – összegezte Lázár Viktória.