O mai bună înțelegere a structurii celulare a bacteriilor și aplicarea noilor tehnologii de screening ar putea accelera semnificativ procesul de descoperire a noilor medicamente antimicrobiene.

Antibioticele nu sunt folosite doar pentru a trata infecțiile simple. Intervențiile medicale complexe – cum ar fi chimioterapia, transplanturile de organe și chirurgia cardiacă – se bazează, de asemenea, în mare măsură pe eficacitatea acestor medicamente. „Este esențial să folosim eficient antibioticele pe care le avem; bacteriile au o capacitate incredibilă de a dezvolta rezistență la aproape toate antimicrobienele”, a explicat Mariana Pinho, de la Universitatea NOVA din Lisabona din Portugalia.

Acesta este unul dintre motivele pentru care dezvoltarea de noi antibiotice este atât de dificilă și costisitoare. O preocupare majoră este dată de faptul că, un medicament nou ar putea deveni rapid ineficient din cauza rezistenței la antimicrobiene.

Noi moduri eficiente de screening  a sensibilității antimicrobiene

În trecut, un proiect susținut de Consiliul European de Cercetare a încercat să răspundă acestei provocări clinice prin abordarea a două direcții. Primul scop a fost înțelegerea modului în care se multiplică bacteriile. Echipa de proiect s-a concentrat pe bacteria Staphylococcus aureus (S. aureus): „Dacă înțelegem cum se multiplică un agent patogen, atunci putem începe să ne gândim la modalități noi de a preveni diviziunea acestuia în timpul unei infecții”, adaugă Pinho.

Proiectul a început prin screeningul genelor S. aureus cu microscopie cu fluorescență și prin utilizarea învățării automate pentru a analiza automat celulele: „Acest lucru ne-a permis să determinăm faza ciclului celular a zeci de mii de celule și să identificăm mutanțiile care afectează etapele ciclului celular.”

„Apoi am studiat rolul biologic al proteinelor care lipsesc în fiecare bacterie care a suferit mutații. Acest lucru ne-a permis să descoperim noi mecanisme de reglare a ciclului celular, precum și proteinele necunoscute anterior, necesare pentru segregarea corectă a cromozomilor. Acestea sunt esențiale pentru ca bacteriile să supraviețuiască în interiorul unei gazde infectate.”

Analiza compușilor pentru a inhiba dezvoltarea bacteriilor

Al doilea scop al proiectului a fost dezvoltarea unor metode mai eficiente de screening al compușilor antimicrobieni, bazate pe o mai bună înțelegere a proceselor bacteriene celulare.

Echipa a dezvoltat tulpini bacteriene care devin fluorescente în prezența compușilor dezvoltați să inhibe creșterea bacteriilor. „Am vrut să construim tulpini care să răspundă la prezența unei anumite clase de antibiotice sau la inhibarea unei căi metabolice pe care am putea dori să o țintim. Acest lucru ar putea include inhibarea sintezei peretelui celular, biosinteza acizilor grași sau sinteza ADN”, a menționat Pinho.

Înțelegerea biologiei agenților patogeni

În primul rând, Pinho consideră că proiectul a adus o contribuție valoroasă în cadrul asistenței medicale clinice, un domeniu cu o importanță critică.

„Învățarea despre biologia agenților patogeni contează. Nu pot fi sigură că descoperirile noastre vor accelera în mod direct descoperirea noilor antibiotice. Cu toate acestea, dacă nu încercăm să înțelegem mai bine aceste organisme, ne vom limita capacitatea de a dezvolta noi strategii împotriva rezistenței la antimicrobiene”.

În al doilea rând, Pinho observă că tehnologia privind screeningul trebuie optimizată. Cu toate acestea, speră că această inovație va duce în cele din urmă la descoperirea de noi compuși antimicrobieni.

„O altă moștenire pe termen lung a acestui proiect este resursa umană, oamenii de știință care au fost instruiți în timpul acestui proiect. Speranța noastră este că vor continua să lucreze pe acest subiect și, în cele din urmă, vor conduce propriile laboratoare.”

Sursa informațiilor: cordis.europa.eu