Gyógyszerrezisztenciáért felelős gének "kilövése" baktériumokban<br/>

Két újonnan megtalált gén segíti a tüdőgyulladást és számos más betegséget okozó baktériumokat abban, hogy "kicselezzék" a penicillint. Hatásuk blokkolásával a kórokozók teljesen sebezhetővé váltak.

Az új felfedezés lehetőséget teremt olyan gyógyszerek kifejlesztésére, amelyekkel szemben a baktériumok nem mutatnak ellenálló képességet (rezisztenciát). Az egyre nagyobb mérvű antibiotikum-rezisztencia napjainak gyógyításának egyik legnagyobb problémája. Vezető kutatók szerint öt évünk van arra, hogy valami teljesen újfajta baktériumellenes szert fejlesszünk ki, másképpen a kórokozók nyerik az egyre elkeseredettebb "fegyverkezési versenyt". Hiába jelennek meg újabb és újabb típusú antibiotikumok, a gyorsan változó baktériumtörzsek gyorsan képesek hozzájuk alkalmazkodni.

A többek között tüdőgyulladást okozó Streptococcus pneumoniae penicillin-rezisztenciája is egyre nagyobb problémát jelent világszerte. Korábban jól kezelhetőnek tartották, a 80-as évektől kezdve azonban egyre nagyobb mennyiségben jelentek meg ellenálló törzsei. Napjainkra a legfontosabb kórokozó baktériummá lépett elő, amelynek évente mintegy 1 millió ember esik áldozatul. Csak az Egyesült Államokban 6000 agyhártyagyulladást, 50 000 vérfertőzéses megbetegedést, 500 000 tüdőgyulladást és néhány millió gyermekkori fülgyulladást okoz minden esztendőben. Óriási veszélyt jelent az öregek, gyerekek és legyengült immunrendszerű (p. AIDS-es) betegek számára.

Alexander Tomasz (a kép jobb oldalán) és kollegái (Rockefeller University, New York) két évtizede dolgoznak annak megfejtésén, hogyan fejlesztik ki a S. pneumoniae egyes törzsei a penicillinnel szembeni ellenálló képességüket. Már 1980-ban, egy különlegesen ellenálló dél-afrikai törzs tanulmányozásával rájöttek arra, hogy a baktérium egy szokatlan trükköt használ. Ahelyett ugyanis, hogy a penicillint elpusztító anyagokat (enzimeket) termelne - ahogyan azt a Staphylococcus aureus törzsek teszik -, újraépíti a penicillin célpontjaként szereplő fehérjéket, az úgynevezett PBP-enzimeket (az angol penicillin-binding proteins, azaz penicillinhez kötődő fehérjék nevének rövidítéséből).
A PBP enzimek fontos szerepet játszanak a baktériumsejtfal felépítésében. A penicillin hozzákötődik e fehérjékhez, s ezáltal inaktiválja őket - így azok a továbbiakban nem tudják ellátni feladatukat, vagyis a sejtfal képzése megszűnik.

A további kutatások kimutatták, hogy a penicillinrezisztens törzsek PBP enzimeit kódoló génekben árnyalatnyi eltérés mutatható ki, amelynek következtében az enzimek penicillinhez való kötődési képessége alaposan csökken.

Az igazi meglepetés 1990-ben következett, amikor kiderült, hogy az ellenálló törzsek PBP enzimei nemcsak hogy "kerülik" a penicillint, de egészen sajátságos szerkezetű sejtfalat építenek. E szokatlan sejtfalakban tízszer nagyobb mennyiségben vannak jelen a murein nevű fehérje elágazó formái, mint a penicillinre fogékony törzsek esetében. Míg egy "fogékony" törzsnél 70%-nyi egyenes láncú murein jellemző, addig a rezisztens törzseknél ez az arány 7%-ra csökken.

Jelenlegi kutatásaik során Tomasz és kollegái két olyan gént azonosítottak - MurM és MurN jelzéssel - amelyek egymással együttműködve játszanak szerepet a különleges szerkezetű molekulákban gazdag sejtfalak kialakításában. A kísérletek során elsőként mutatták ki, hogy a két gén inaktiválásával az elágazó molekulák nem jelennek meg a sejtfalban, sőt a baktériumok teljesen elveszítik penicillinrezisztenciájukat. Ebből az következik, hogy az ellenálló képességhez nem csupán a módosult PBP enzimek szükségesek, de a MurM és MurN gének hibátlan működése is.

Még nem tisztázott, hogyan befolyásolják a MurM és MurN gének a penicillin kifejeződését. Lehetséges, hogy az általuk kódolt elágazó molekulák a penicillin molekulákkal vetélkednek a PBP enzimeken található kötőhelyekért, s kiszorítják őket. Az is előfordulhat, hogy olyan fontos pozíciókat foglalnak el a sejtfalban, aminek következtében a baktériumsejtek penicillin jelenlétében is tovább növekedhetnek. A felfedezés mindenesetre olyan újfajta gyógyszerek kifejlesztését teszi lehetővé, amelyben a penicillin mellett a fenti géneket gátló anyagok is jelen vannak, együttműködve a kórokozók elpusztításában.

S. T.

Ajánló:

Az eredeti sajtóanyag angol nyelven a Rockefeller University honlapján. A fertőző betegségek szakértői évek óta figyelmeztetnek, hogy a gyógyászat és a mezőgazdaság nagyon nagyvonalúan bánik az antibiotikumokkal. Ennek következtében gyorsabban fejlődnek ki az új, mindennek ellenálló "szuperbaktériumok", mint amilyen gyorsan ki lehet fejleszteni az ellenük ható anyagot. Ennek az lehet a vége, hogy az orvoslás visszasüllyed az antibiotikumok előtti korszakba, ahol az egyszerű fertőzések is könnyen végzetessé válhattak. Amerikai kormányzati szakértők Oklahomában és Texasban egy végzetes növénybetegség elleni védőszereket kerestek, amikor olyan anyagokat fedeztek fel, amelyek 25 év után az első új antibiotikum-csoport tagjai lehetnek.