2013年9月30日

方法快速评估抗生素

细菌细胞的四个图像。当左两个显示为空时,右两个显示绿色。 通过比较用不同抗生素化合物处理过的细菌细胞的外观,研究人员可以确定其可能的作用方式。研究人员的图片,由PNAS提供

研究人员开发了一种方法,可以快速识别可以治疗耐多药细菌的抗生素。该方法还可以揭示这些杀细菌药物是如何工作的。

数十年来广泛使用抗生素已鼓励对多种抗生素具有耐药性的细菌扩散。许多疾病-包括结核病,淋病和 金黄色葡萄球菌 感染(“葡萄球菌”)—由耐多药细菌引起的感染几乎无法治疗。这些细菌中的一些几乎对每种已知的抗生素都有抗药性。

抗生素会破坏细菌的生长和复制能力。不同种类的抗生素通过不同的机制来做到这一点。一些抑制细胞壁的产生或修复。其他则干扰细胞产生蛋白质或复制DNA的能力。为了与耐多药细菌作斗争,研究人员正在寻找新型的抗生素,它们的作用机理不同于当前的药物。

Drs。领导的团队。加利福尼亚大学圣地亚哥分校的约瑟夫·波利亚诺(Joseph Pogliano)和基特·波利亚诺(Kit Pogliano)测试了他们是否能够通过分析目标细菌细胞的形状和外观来快速确定抗生素的类别或作用机理。 3d之家早期的一项研究表明,细菌的结构和外观可能为这些化合物如何杀死细胞提供了线索。

研究人员首先研究了 大肠杆菌 已经对抗生素进行了分类和充分研究的细菌。他们在荧光显微镜下用不同的染色剂对细胞的形状和外观进行了各种测量。这项研究是由美国国立卫生研究院的国立普通医学科学研究所(NIGMS)和国立过敏与传染病研究所(NIAID)资助的。它于2013年9月17日在线发布, 美国国家科学院院刊.

可以使用称为细菌细胞学分析(BCP)的方法将已知属于同一类别的抗生素归类。例如,抑制细菌产生蛋白质的能力的化合物与抑制细胞复制DNA的能力分开的化合物。此外,在这些类别特定的组中,BCP可以根据特定的分子机制区分较小的亚组。例如,细胞壁合成抑制剂根据它们抑制过程的哪个阶段而分为3个不同的组。

为了测试BCP是否可以区分不同抗生素靶向的途径,科学家测试了18种已知化合物。他们将化合物分成10组的3个独立组,并盲目暴露 大肠杆菌 细胞到每个。 BCP将所有30种化合物正确分配给其正确的细胞靶标。

最后,研究小组使用BCP来确定spirohexenolide A(一种已知对甲氧西林耐药性有效的抗生素)的未知机制 金黄色葡萄球菌 (MRSA)。后续实验支持了BCP的预测,即螺己内酯A通过破坏靶细菌的膜起作用。

约瑟夫·波利亚诺(Joseph Pogliano)说:“我们的新方法代表了首次可以进行单一测试并确定新化合物可能的作用机理。” “这种方法将使我们能够更快地识别杀死细菌的化学物质,这将加快新药的开发。”

— Katherine Wendelsdorf博士

相关链接

参考文献: 细菌细胞学特征分析可以快速确定抗菌分子靶向的细胞途径。 美国国家科学研究院 美国。2013年9月17日。 PMID:24046367。

资金: 美国国立卫生研究院的国立普通医学科学研究所(NIGMS)和国家过敏与传染病研究所(NIAID);以及泰国皇家政府科学技术奖学金。