研究人员挫败了耐药细菌的策略

抗抗生素细菌是进化新策略以避免被抗生素杀死的专家。其中一种细菌是铜绿假单胞菌，它自然存在于土壤和水中，但医院、疗养院和类似的免疫系统较弱的机构也是这种细菌菌株的家园

由于在医院发现的许多铜绿假单胞菌对大多数使用中的抗生素都有耐药性，科学界被迫不断寻找杀死它们的新方法

现在，来自南丹麦大学生物化学和分子生物学系以及临床微生物学系的一组研究人员发现了铜绿假单胞菌的一个弱点，有可能成为攻击它的新方法的目标。

该团队已在《微生物学谱》杂志上发表了他们的发现。作者是Clare Kirkpatrick、Magnus Z.Östergaard、Flemming D.Nielsen和Mette H.Meinfeldt

厚而粘的生物膜

研究小组发现了一种机制，可以减少铜绿假单胞菌表面生物膜的形成。黏糊糊的生物膜的形成是细菌用来保护自己免受抗生素侵害的强大工具——铜绿假单胞菌也使用这种技巧

生物化学和分子生物学系研究负责人Kirkpatrick说：“这种生物膜可能很厚很粘，抗生素无法穿透细胞表面并到达细胞内的目标。”他补充道，“也许有一天，我们可以在药理学上刺激这种机制，以减少铜绿假单胞菌表面的生物膜发育。”

三个新基因

具体来说，研究人员在实验室培养的铜绿假单胞杆菌菌株中研究了三个新发现的基因。当他们过度表达这些基因时，他们看到生物膜的强烈减少。重要的是，受这些基因影响的系统是铜绿假单胞菌核心基因组的一部分，这意味着它在迄今为止测序的所有铜绿假单胞杆菌菌株中都普遍存在

“作为铜绿假单胞菌核心基因组的一部分，该系统已在所有研究的铜绿假单胞杆菌菌株中发现，包括从患者身上分离出的大量菌株。因此，有理由相信，通过该系统减少生物膜对所有已知的绿脓杆菌菌株都应该有效，”Kirkpatrick说

细菌菌株可以单独进化，并在压力下快速不断地变异。感染铜绿假单胞菌菌株的患者最初对抗生素治疗反应良好，但在治疗过程中随着菌株产生耐药性而产生耐药性，这并不罕见。菌株会发生变异，但它们共同的核心基因组不会改变

在他们的实验中，研究人员通过过表达基因来激活生物膜还原系统。但他们也发现，该系统是由细胞壁应力自然刺激的

“因此，如果我们对细胞壁施加压力，它可能会自然地导致生物膜的减少，使抗生素更容易穿透细胞壁，”Kirkpatrick说，并补充道，“目前，细胞壁靶向药物并没有广泛用于对抗铜绿假单胞菌，但也许它们可以开始用作添加剂，帮助减少生物膜的产生，并改善现有抗生素进入细胞的途径。”

细菌细胞壁与人类细胞壁非常不同。在细菌和人体细胞中发现的靶点都不能被攻击，因为抗生素也会影响人体细胞

细菌细胞和人类细胞有一些共同的靶点，例如复制DNA的过程和控制细胞中基本葡萄糖代谢或呼吸的过程

细菌特有的靶标包括各种蛋白质功能，细菌细胞壁也被认为是合适的靶标，因为它与人类细胞壁非常不同 More information: The uncharacterized PA3040-3042 operon is part of the cell envelope stress response and a tobramycin resistance determinant in a clinical isolate of Pseudomonas aeruginosa", Microbiology Spectrum (2024). DOI: 10.1128/spectrum.03875-23. journals.asm.org/doi/10.1128/spectrum.03875-23