Rezistența la antimicrobiene este o problemă în creștere de sănătate publică în întreaga lume. Atunci când bacterii precum E. coli nu mai răspund la antibiotice, infecțiile devin mai greu de tratat.

Pentru a dezvolta noi antibiotice, cercetătorii identifică de obicei genele care fac bacteriile rezistente. Prin experimente de laborator, ei observă modul în care bacteriile răspund la diferite antibiotice și caută mutațiile din structura genetică a tulpinilor rezistente care le permit să supraviețuiască.

Deși eficientă, această metodă necesită mult timp și poate să nu surprindă întotdeauna imaginea completă a modului în care bacteriile devin rezistente. De exemplu, schimbările în modul în care funcționează genele, care nu implică mutații, pot influența în continuare dezvoltarea rezistenței. Bacteriile pot, de asemenea, să facă schimb de gene de rezistență între ele, care ar putea să nu fie detectate dacă se concentrează doar asupra mutațiilor dintr-o singură tulpină.

Cercetătorii au dezvoltat o nouă abordare pentru a identifica genele de rezistență la E. coli prin modelare computerizată, permițând proiectarea de noi compuși care pot bloca aceste gene și pot face tratamentele existente mai eficiente.

Identificarea rezistenței

Pentru a prezice genele care contribuie la rezistență, a fost analizat genomul diferitelor tulpini de E. coli pentru a identifica modelele genetice și markerii asociați cu rezistența. Apoi au fost folosiți algoritmi de învățare automată, antrenați pe datele existente, pentru a evidenția noi gene sau mutații partajate între tulpinile rezistente care ar putea contribui la rezistență.

După identificarea genelor de rezistență, au fost proiectați inhibitori care vizează și blochează în mod specific proteinele pe care le produc aceste gene. Analizând structura proteinelor care codifică aceste gene, s-a reușit optimizarea inhibitorilor pentru a crea legături puternice cu aceste proteine ​​specifice.

Pentru a reduce probabilitatea ca bacteriile să dezvolte rezistență la acești inhibitori, au fost vizate regiuni ale genomului care codifică proteinele esențiale pentru supraviețuirea lor. Astfel, interferând cu modul în care bacteriile îndeplinesc funcții importante, devine mai dificil să dezvolte mecanisme de compensare. De asemenea, au fost prioritizați compușii care funcționează diferit de antibioticele existente pentru a minimiza rezistența încrucișată.

În cele din urmă, a fost testată eficiența inhibitorilor în depășirea rezistenței la antimicrobiene în cazul bacteriei E.coli. Apoi, au fost folosite simulări pe calculator pentru a evalua cât de puternic se leagă, în timp, un număr de inhibitori de proteinele țintă. Un inhibitor numit hesperidină a fost capabil să creeze legături puternic cu cele trei gene din E. coli implicate în rezistență, sugerând că ar putea fi capabil să ajute la combaterea tulpinilor rezistente la antibiotice.

O amenințare globală

Organizația Mondială a Sănătății clasifică rezistența la antimicrobiane drept una dintre cele 10 amenințări la adresa sănătății globale. În 2019, rezistența bacteriană la antibiotice a provocat aproximativ 4,95 milioane de decese  în întreaga lume.

Prin țintirea genelor specifice, responsabile cu dezvoltarea rezistenței la medicamentele existente, abordarea ar putea duce la dezvoltarea de tratamente pentru infecțiile bacteriene provocatoare, care nu numai că sunt mai eficiente, ci și mai puțin probabil să contribuie la o rezistență suplimentară. De asemenea, poate ajuta cercetătorii să țină pasul cu amenințările bacteriene pe măsură ce acestea evoluează.

Abordarea predictivă ar putea fi adaptată la alte tulpini bacteriene, permițând strategii de tratament mai personalizate. În viitor, medicii ar putea adapta tratamentele cu antibiotice în funcție de structura genetică specifică a bacteriilor care provoacă infecția, ceea ce ar putea duce la rezultate mai bune.

Pe măsură ce rezistența la antibiotice continuă să crească la nivel global, descoperirile actuale pot oferi un instrument crucial în lupta împotriva acestei amenințări. Înainte ca metodele să poată fi utilizate în studiile clinice este necesară o dezvoltare ulterioară. Cu toate acestea, rămânând înaintea evoluției bacteriene, inhibitorii țintiți ar putea ajuta la păstrarea eficacității antibioticelor existente și la reducerea răspândirii tulpinilor rezistente.

Sursa informațiile: theconversation.com