Rintangan antibiotik: Penyelidik "Sel Kereta Api" untuk Menamatkan Krisis Mematikan

Superbug tahan dadah telah mengancam kesihatan manusia selama beberapa dekad. Keadaan semakin teruk kerana kekurangan antibiotik baru. Tetapi bagaimana jika kita menukar cara yang kita bertujuan untuk merawatnya, dan melatih sel-sel kita untuk membunuh penceroboh ini daripada mengandalkan antibiotik untuk melakukan kerja yang kotor? Strategi baru ini, yang dipanggil pertahanan sasaran tuan rumah, boleh membantu menyelesaikan masalah rintangan antibiotik.

Rintangan antibiotik adalah kebimbangan yang semakin meningkat untuk kesihatan global. Laporan baru-baru ini yang ditugaskan oleh kerajaan British menunjukkan bahawa setiap tahun di seluruh dunia sekitar 700,000 orang mati akibat jangkitan yang disebabkan oleh bakteria tahan dadah. Laporan itu juga memberi amaran bahawa, tanpa tindakan, angka kematian boleh meningkat kepada 10 juta di seluruh dunia dan menelan belanja AS $ 80 trilion kepada ekonomi global.

Lihat juga: Bakteria Antibiotik-Tahan Boleh Berhenti Dengan Penyakit Rakyat Ireland Kuno

Rintangan dadah adalah masalah yang serius di Amerika Syarikat. Lebih daripada 23,000 orang mati setiap tahun kerana patogen yang tahan multidrug dan menelan kos negara sekitar $ 55 bilion setahun. Penyebab utama yang mengancam AS adalah methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA), tahan karbapenem Enterobacteriaceae (CRE), dan Clostridium difficile.

Kekurangan ubat antibakteria baru dalam pembangunan untuk menangani ancaman yang semakin meningkat adalah trend yang mengganggu. Patogen yang tahan terhadap ubat yang dirawat untuk merawat jangkitan apabila semua yang lain gagal adalah kebimbangan tertentu. Ini adalah kes patogen tahan karbapenem.

Penurunan dalam ubat-ubatan antibakteria ditambah dengan kemunculan patogen tahan dadah memerlukan pendekatan alternatif.

Dalam makmal Melayu Haldar, bersama-sama dengan projek lain, rakan sekerja saya dan saya sedang mengkaji bagaimana faktor-faktor dalam hos haiwan memainkan peranan sebagai respons terhadap jangkitan. Untuk menguji pendekatan, kami melakukan kerja ini menggunakan model tetikus jangkitan. Matlamat kami adalah untuk mencari ciri-ciri baru atau faktor tuan rumah yang boleh disasarkan untuk meningkatkan tindak balas imun individu yang cukup tinggi untuk membunuh mikrob yang menyerang. Faktor tuan rumah yang kita sedang disiasat disebut Spi-C, sebuah gen yang terdapat dalam setiap sel tubuh manusia.

Menyasarkan Faktor Tuan Rumah

Kepentingan saya dalam faktor tuan rumah timbul semasa pengajian siswazah. Semasa bekerja di Ph.D saya projek penyelidikan, saya mengetahui bahawa faktor tuan rumah, pelbagai sifat intrinsik kepada manusia, memainkan peranan penting dalam jangkitan bakteria. Ini memberi saya inspirasi untuk menyiasat bagaimana sistem imun tuan rumah melawan bakteria.

Wawasan baru ke pertahanan tuan rumah terhadap patogen telah membawa para penyelidik untuk meneroka strategi baru yang dikenali sebagai terapi yang diarahkan oleh tuan rumah (HDT), suatu idea yang baru-baru ini yang hanya sekitar sekitar satu dekad.

Matlamat HDT adalah untuk meningkatkan dan menguatkan tindak balas imun tuan rumah untuk membunuh patogen, dan bukan hanya bergantung pada ubat antibakteria. Dengan mensasarkan faktor hos dan menyampaikan rawatan antibiotik, HDT memberikan satu whammy.

Tubuh secara semula jadi bertindak balas terhadap jangkitan dengan keradangan, suatu proses di mana populasi spesifik sel-sel imun menyerang dan membunuh bakteria yang menyerang dengan sama-sama memakannya atau memecahkan mereka dengan senjata protein. Walau bagaimanapun, keradangan yang tidak terkawal mencetuskan pengeluaran protein yang boleh menyebabkan kegagalan organ-organ dan bahkan dapat membunuh tuan rumah. Oleh itu, mengawal keradangan adalah penting untuk memerangi patogen serta melindungi tubuh daripada keradangan.

HDTs termasuk rangkaian rawatan yang meningkatkan respon tuan rumah kepada patogen dan juga melindungi tuan rumah daripada tindak balas imun yang dibesar-besarkan. HDTs termasuk terapi selular, di mana populasi sel sumsum tertentu disuntik ke dalam badan tuan rumah untuk mencegah tindak balas imun yang berlebihan dan kecederaan tisu. Satu lagi HDT melibatkan ubat-ubatan yang biasa digunakan untuk penyakit-penyakit noninfeksi. Statin dan ibuprofen, sebagai contoh, menenangkan tindak balas tuan rumah kepada jangkitan. Biologi, ubat molekul kompleks yang dihasilkan oleh teknologi DNA rekombinan, lakukan ini juga dengan meneutralkan protein bersaiz kecil dan mengurangkan kerosakan tisu. Produk pemakanan, seperti vitamin D3, juga telah terbukti menyebabkan sel kekebalan hantu untuk melepaskan bahan antibakteria yang meningkatkan pembunuhan patogen.

HDTs bersama-sama dengan ubat-ubatan antibakteria menunjukkan janji yang besar dalam merawat pelbagai patogen yang tahan multidrug, terutamanya terhadap Mycobacterium tuberculosis, patogen yang menyebabkan tuberkulosis, salah satu daripada 10 penyebab utama kematian di seluruh dunia.

Peribadikan Rawatan untuk Jangkitan

Dalam dekad yang lalu, para penyelidik telah membuat banyak kemajuan dalam penyelidikan faktor tuan rumah, yang membawa kepada strategi terapeutik yang baru.

Salah satu daripada mereka adalah ubat yang diperibadikan, di mana satu rangka tindakan genom dapat menentukan kepekaan unik individu terhadap penyakit dan memilih terapi yang sesuai.

Konsep ini digunakan dalam penyakit-penyakit noninfeksi seperti kanser. Walau bagaimanapun, penerapan konsep penyakit berjangkit adalah sangat baru-baru ini. Walau bagaimanapun, ubat peribadi membawa kami untuk membuat spekulasi mengapa sesetengah individu lebih cenderung kepada jangkitan berbanding yang lain. Rakan saya dan saya percaya bahawa perbezaan sedemikian mungkin disebabkan oleh perbezaan dalam DNA gen faktor tuan rumah. Dengan menghubungkan perbezaan-perbezaan ini, dipanggil polimorfisme, kepada tahap kelemahan individu terhadap jangkitan, kami berharap penyelidikan kami akan menyumbang kepada ubat ketepatan jangkitan bakteria.

Quest kami untuk Faktor Sepenuhnya Novel

Rakan saya di makmal Haldar dan saya sedang meneroka peranan Spi-C dalam jangkitan bakteria. Spi-C adalah penting untuk pembangunan jenis sel tertentu pada sel limpa yang mengatur penyimpanan besi di dalam badan. Besi adalah penting untuk mengangkut oksigen dalam sel darah merah.

Tetapi, semasa jangkitan, bakteria juga memerlukan besi. Mereka memerlukannya untuk pertumbuhan, dan mereka bersaing dengan tuan rumah untuk mendapatkannya. Oleh itu, jika kita dapat mengubah aktiviti gen Spi-C, kita mungkin dapat menangkis bakteria nutrien penting ini dan dengan itu menghentikan jangkitan tanpa merosakkan tuan rumah.

Dalam kertas kerja baru-baru ini, kita merumuskan kesan besi dalam sel tuan rumah dan interaksinya dengan faktor tuan rumah di hadapan atau tidak adanya jangkitan.

Dalam tikus, kami menguji peranan faktor tuan rumah, Spi-C, sebagai cara untuk mempertahankan tuan rumah. Dalam kajian ini, kita menyuntik bahan kimia yang merupakan komponen bakteria ke dalam tikus. Kami mahu mencetuskan perubahan yang berlaku dalam haiwan semasa jangkitan bakteria sebenar.

Lihat juga: "Bakteria mimpi buruk": Apa yang Anda Perlu Tahu Mengenai Kuman Antibiotik-Tahan

Keputusan awal kami menunjukkan bahawa faktor tuan rumah aktif dalam pelbagai organ tikus yang dirawat dengan bahan kimia. Kami percaya pengaktifan ini memainkan peranan dalam pertahanan tuan rumah. Dan, sememangnya, kita mendapati bahawa kehilangan aktiviti Spi-C meningkatkan pembebasan protein bersaiz kecil yang memfasilitasi pertahanan tuan rumah terhadap patogen berbanding dengan sel yang mempunyai aktiviti Spi-C normal. Kami percaya perubahan ini dalam protein bersaiz kecil mungkin melindungi tuan rumah daripada hyperinflammation sebagai tindak balas terhadap jangkitan.

Kami percaya bahawa peralihan pemikiran kami dari terapi patogen yang disasarkan kepada terapi tuan rumah yang diarahkan menjadi usher di jalan baru perubatan ketepatan, yang dapat membantu menamatkan krisis ketahanan dadah.

Artikel ini pada asalnya diterbitkan pada Perbualan oleh Zahidul Alam. Baca artikel asal.