Narkotikamotstand: Trojanhest-forbindelse dreper bakterier innenfra
Gallium - en jernlignende forbindelse - ligner på mat og kan lure bakterier til å spise den. Når du er inne, ødelegger den mikrober. I en ny studie brukte forskere vellykket forbindelsen til å behandle lungeinfeksjoner hos mus og mennesker.
Centers for Disease Control and Prevention (CDC) har ansett antibiotikaresistens som en av de største folkehelseutfordringene i vår tid.
I USA utvikler mer enn 2 millioner mennesker en behandlingsresistent infeksjon hvert år, og 23.000 mennesker dør som et resultat.
Derfor har takling av superbugs vært fokus for mye fersk forskning. Forskere har brukt matematisk analyse for å studere alle legemiddelkombinasjonene som kan drepe behandlingsresistente bakterier, og noen har vendt seg mot naturen for å studere det antimikrobielle potensialet til forbindelser som et løkekstrakt.
Nå prøver forskere en ”skjult” tilnærming. Forskere ledet av Pradeep Singh, professor i mikrobiologi og medisin ved University of Washington School of Medicine i Seattle, har studert et molekyl som kan ødelegge bakterier innenfra.
Molekylet er et metall som kalles gallium, og det ligner på jern. Prof. Singh og teamet utviklet en tilnærming der, i stedet for å prøve å ødelegge bakterier utenfra, «lokket» de mikrober til å «spise» molekylet, som ser ut som mat.
De testet deres tilnærming hos både mus og mennesker og publiserte funnene i tidsskriftet Science Translational Medicine.
En skiftenøkkel i bakterienes ernæringssystem
Prof. Singh og kollegaer fokuserte sin innsats på superbugen Pseudomonas aeruginosa, som forårsaker infeksjon på flere steder - inkludert lungene og urinveiene.
Prof. Singh forklarer hvorfor forskerne vendte seg til gallium for sine antimikrobielle egenskaper. "Kroppen strekker seg langt for å holde jern vekk fra bakterier, og infiserende organismer svever opp spesielle systemer for å importere jern og stjele det fra verten," sier han.
"Gallium forstyrrer maskineri som bakterier bruker for å lage nytt DNA, og uten dette kan ikke bakteriene formere seg," forklarer studieforfatter Bradley Britigan, professor i indremedisin ved University of Nebraska Medical Center i Omaha.
"Denne og andre viktige prosesser krever jern, og gallium er en apenøkkel som stenger systemet."
Forskerne studerte de antibiotiske effektene av gallium i en musemodell av en lungeinfeksjon og i en fase I klinisk studie på 20 personer med cystisk fibrose og kronisk luftveisinfeksjon med P. aeruginosa.
En enkelt dose gallium fjernet lungeinfeksjonen fullstendig i gnagere. I tillegg forbedret systemisk galliumbehandling lungefunksjonen hos personer med [cystisk fibrose] og kronisk P. aeruginosa lungeinfeksjon, ”melder forskerne.
"Disse funnene," konkluderer de, "øker muligheten for at infeksjoner hos mennesker kan behandles ved å målrette jernmetabolisme eller andre ernæringsmessige sårbarheter fra bakterielle patogener."
Trojanhestforbindelse er trygg og effektiv
Første studieforfatter Prof. Christopher Goss, ved University of Washington, sammenligner gallium med en trojansk hest. "Gallium gir ikke bare næring til bakterier som jern ville," sier han, "det skader dem faktisk."
“Vår forstudie i en liten gruppe mennesker med [cystisk fibrose] antyder at gallium er trygt og forbedrer pasientens lungefunksjon […]. Dette er spennende resultater, men vi må gjøre flere studier for å avgjøre om gallium kan utvikles til en rutinemessig, sikker behandling. ”
Prof. Christopher Goss
Forfatterne håper at galliumbaserte behandlinger vil være den første implementeringen av Louis Pasteurs idé; på 1800-tallet foreslo Pasteur at det å forstyrre bakterienes ernæring kan være en effektiv måte å ødelegge dem på.
"[Vi] blir oppmuntret av disse resultatene, men vi må være forsiktige og gjøre mer arbeid før vi vet," sier prof. Singh.
