iPon Cikkek

iChip – Új módszer az antibiotikumok kutatásában

Dátum | 2015. 01. 18.
Szerző | Jools
Csoport | EGYÉB

Amióta az emberiség az 1940-es években először kezdett antibiotikumokat előállítani, a baktériumok sorra küzdik le az újabbnál újabb szerek hatásait. Pillanatnyilag nyerésre állnak. A kórokozók közt akadnak olyan törzsek, amelyek ellen jelenleg egyszerűen nincs bevethető hatóanyagunk. Ennek oka persze nem kis részben az, hogy míg az mikrobák villámgyorsan fejlődve küzdik le az új kihívásokat, az emberi gyógyszerarzenál fejlesztése gyakorlatilag leállt az elmúlt 50 évben. Míg 1962-ig húsz különböző fajta antibiotikumot fedeztek fel, illetve hoztak létre a szakértők, azóta mindössze két új típusú hatóanyaggal sikerült előállniuk. Úgy tűnik azonban, hogy lassacskán változások történhetnek ezen a fronton, a Northeastern Egyetem kutatói ugyanis felfedeztek egy olyan hatóanyagot, amely megakadályozza a bakteriális sejtfal kialakulását, így könnyebben elpusztíthatóvá teszi a mikrobát. A teixobactin nevű antibiotikumot egerekben sikeresen tesztelték más hatóanyagokkal szemben rendkívül ellenálló kórokozók ellen is. Ami még izgalmasabb, a szakértők megkíséreltek olyan bakteriális törzseket létrehozni, amelyek ellen tudnak állni a szer hatásának, egyelőre azonban nem jártak sikerrel. Úgy látszik, hogy a teixobactin ellenáll az ellenállóknak. A siker természetesen ebben az esetben is csak átmeneti, idővel biztosan létre fognak jönni olyan mikrobiális törzsek, amelyek terjedésének ez az antibiotikum sem szabhat határt, a kutatócsoport azonban abban bízik, hogy ehhez évek helyett évtizedekre lesz szükségük a kórokozóknak. Vagyis az új szerrel értékes időt nyerhetünk.
A több mint biztató jelek ellenére nem a teixobactin legizgalmasabb része a Kim Lewis vezette kutatócsoport munkájának. Ami igazán kivételessé teszi a projektet, az az iChip nevű eszköz, amely lehetővé tette a hatóanyag felfedezését, és remélhetőleg más hasonlóan hatásos antibiotikumok fellelésében is a kutatók segítségére lesz. A baktériumok évmilliárdok óta vannak jelen a Földön, és ugyanennyi ideje harcolnak egymással az erőforrásokért, így az ellenük bevethető leghatásosabb fegyvereket is a közöttük, a mikrobák világában érdemes keresni. A természetben fellelhető baktériumok és gombák potenciális antibiotikus hatóanyagok mérhetetlenül gazdag forrásai. Kutatásukkal egyetlen aprócska probléma van: 99 százalékukat nem lehet a hagyományos módszerekkel laborkörülmények közt tenyészteni. Az iChip úgy lendül át ezen a problémán, hogy gyakorlatilag beviszi a természetet a laboratóriumba. Egy olyan lemezről van szó, amely több lyukat tartalmaz. A begyűjtött talajmintákat a kutatók vízben rázni kezdik, szétbontva az anyagot, majd erősen felhígítják, végül folyékony agaragarral keverik össze. Az agart aztán a lemezre öntik, amelyen a hígítás eredményeként minden lyuk egyetlen baktériumot fog tartalmazni, és ez az időközben megszilárdult gélbe lesz ágyazva. A lyukak tetejét egy féligáteresztő membránnal fedik be, majd az egész lemezt belehelyezik egy olyan tárolóba, amely az eredeti talajjal van tele. A mikrobák így továbbra is a lyukakba vannak zárva, de képesek felvenni a talajból a tápanyagokat, a növekedési faktorokat, és minden olyan összetevőt, amelyre szükségük van. Ilyen módon a mindeddig tenyészthetetlennek bizonyult baktériumok is tenyészhetővé válnak. „Olyan dolgokhoz nyílt hozzáférésünk, amelyeket eddig sosem láthattunk” – mondja Lewis. Az új módszer ténylegesen átformálhatja a tudományterületet, hiszen minden eddiginél többféle baktérium tanulmányozását teszi lehetővé, teszi hozzá Gautam Dantas, a Washington Egyetem kutatója. Ezen újonnan tanulmányozhatóvá vált mikrobák közt akadtak rá a szakértők arra a fajra, amely a legellenállóbb sztafilokokkuszokkal is megbirkózik. A mikroba egy teljesen új, eddig ismeretlen nemzetségbe tartozik, és egy olyan nemzetségcsoport tagja, amelyről mindeddig senki sem sejtette, hogy antibiotikumot termelő fajai lehetnek. Az Eleftheria terrae nevű új faj által termelt teixobactin olyan notórius kórokozók ellen hatásos mint a lépfene és a tuberkulózis baktériuma, vagy az álhártyás vastagbélgyulladást okozó Clostridium difficile. A szakértők az említett mikrobákat a hatóanyag gyengített változatával is kezelték, majd több hétig vártak az ellenálló törzsek kialakulására, erre azonban egyik baktérium esetében sem került sor.
„Azt gondoltam, hogy a fene enné meg: felfedeztünk egy újabb tisztítószert” – mondja Lewis. A baktériumokkal szemben hasonlóan hatásos anyagokkal ugyanis többnyire az a probléma, hogy azok annyira mérgezőek, hogy embereken nem lehet súlyos mellékhatások nélkül használni őket. Fennállt a veszélye tehát, hogy a teixobactin legfeljebb fertőtlenítőszerként lehet használható, a gyógyításban viszont nem. Amikor azonban Lewis és kollégái emlős sejteken tesztelték a hatóanyagot, legnagyobb meglepetésükre kiderült, hogy az egyáltalán nem károsítja ezeket. Ezt követően élő egereken is kipróbálták az antibiotikumot, amely ismét biztonságosnak bizonyult, és képes volt megvédeni a rágcsálókat a meticillin-rezisztens Staphylococcus aureus (MRSA) egyéb esetben halálos mértékű fertőzése ellen is. Losee Ling, a NovoBiotic Pharmaceuticals munkatársa és Tanja Schneider, a Bonni Egyetem kutatója azt is kiderítette, hogyan működik az új szer. A teixobactin két molekula működését akadályozza meg, az egyik egy membránlipid (Lipid II), amelynek hiányában nem kezdődhet meg a sejtfal kiépülése, a másik pedig egy olyan lipid (Lipid III), amely megakadályozza a létrejött sejtfal lebomlását. Teixobactin jelenlétében tehát a bakteriális sejtfalak összeomlanak, és nem képesek újra kiépülni. A hatóanyag az említett lipidek olyan részeihez kötődve fejti ki hatását, amelyek szinte minden ismert baktériumban egyformák. Ez az egyöntetűség azt jelzi, hogy az említett molekularészek megváltoztatása katasztrofális következményekkel járhat a baktériumra nézve, vagyis a mikrobáknak biztosan bele fog telni egy időbe, amíg módot találnak az új antibiotikum kettős támadási pontjának felszámolására. Valószínűleg ez magyarázza, hogy a kísérletek során tesztelt baktériumok miért nem voltak képesek rezisztenciát kialakítani a hatóanyaggal szemben.
Ahhoz ugyanakkor, hogy a teixobactin működjön, hozzá kell férnie a sejtfalhoz, ami sok kórokozó esetében problémás. A kólibaktériumot, a szalmonella kórokozóját és a gyomorhurutot okozó Helicobacter pylorit a sejtfalon kívül még egy burok veszi körül, amelyen az antibiotikum nem képes átjutni. A hatóanyagot termelő E. terrae is rendelkezik egy ilyen védőréteggel, ez azonban Lewis elmondása szerint kifejezetten szerencsés. Az antibiotikumokkal szembeni rezisztenciát lehetővé tevő mutációk jelentős része ugyanis éppen az adott hatóanyagot megtermelő mikrobától származik, mivel ezeknek is meg kell védeniük magukat a méreggel szemben. Az E. terraenek azonban nincs szüksége ilyen mutációra, hiszen külső burka óvja meg a hatóanyagtól. A mikrobák körében nagyon gyakori a fajok közti génátadás, ebben az esetben azonban a szemfüles szomszédok nem tudnak mit kölcsön venni, így nem tehetnek szert azonnali védelemre egy átvett génváltozat révén, magyarázza Lewis. A vankomicin nevű antibiotikum szintén a Lipid II-höz kötődve fejti ki hatását, bár a molekula egy másik részéhez rögzül, amely közel sem annyira egységes a különböző mikrobákon, mint a teixobactin által célba vett rész. A baktériumoknak három évtizedbe került, mire sikerült a vankomicinnel szemben ellenálló törzseket létrehozniuk, így Lewis és kollégái joggal reménykednek, hogy az általuk felfedezett hatóanyag ennél még hosszabb ideig maradhat legyőzhetetlen. Elképzelhető persze, hogy akadnak olyan mikrobák az élővilágban, amelyek már jelenleg is rezisztensek az antibiotikummal szemben. Ha pedig az emberre is veszélyes kórokozók átveszik ezek megfelelő génváltozatait, oda lehet a teixobactin hatékonysága is. Lewis és kollégái a továbbiakban más fajokon is tesztelni kezdik a hatóanyagot, és remélik, hogy idővel az emberen is használható lehet az antibiotikum. Ha a most felfedezett szer mégsem váltja be a hozzá fűzött nagy reményeket, a kutatás akkor sem volt hiábavaló, hiszen olyan eszközt adott a szakértők kezébe, amely révén tengernyi új baktériumhoz és rengeteg ezek által gyártott anyaghoz nyílt hozzáférés. Könnyen lehetséges, hogy az iChip lesz az a módszer, amelynek köszönhetően fajunk újra előnyre tesz szert a mikrobákkal szembeni háborúban.
Új hozzászólás írásához előbb jelentkezz be!

Eddigi hozzászólások

8. matyi009
2015.01.18. 18:58
Szuper, valami jobb nevet is adhattak volna neki...
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
7. bszoke88
2015.01.18. 19:06
elég kellemetlen, h 30 év kellett ahhoz, h fogjanak egy lyukacsos lemezt meg rá egy félig áteresztő hártyát...
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
6. istvankiss... bszok...
2015.01.18. 22:43
Látod! Ha szóltál volna nekik előbb, akkor nem kellett volna eddig piszmogniuk vele.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
5. bszoke88
2015.01.19. 07:12
ha ha
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
4. Atesz1987
2015.01.19. 20:35
Erre szoktam mondani, hogy önnön nagyszerűségünket hirdetve gyakran mondjuk, hogy már mindent fel, és -kitaláltunk, közben milliónyi pofonegyszerű, és magától értetődő ötlet várja még, hogy kitalálják.

Amúgy újabb érdekes cikk, amit sehol máshol nem találtak elég érdekesnek ahhoz, hogy megjelentessék... Biztos azért, mert nem lehet ócsárolni az épp aktuális kormányt a kapcsán, és nem azt hirdeti, hogy mind megdöglünk, hanem bizakodásra ad okot... Tudom, hogy off, de már rohadtul elegem van a magyar újságírásból. Felüdülés erre az oldalra jönni, maradjatok ilyenek!
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
3. Csupman
2015.01.20. 23:41
Érdekes cikk volt. Cim alapján féltem hogy köze lesz ehhez az applenek.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
2. Pandion
2015.01.22. 16:59
Atesz1987! Tényleg nem védeni akarom, és nem vitatkozni, mert én is sokat olvasgatok itt, és remek cikkek vannak, de az igazsághoz hozzátartozik, hogy az Origo január 8.-án már írt erről:
http://www.origo.hu/egeszseg/20150108-a-szuperbakteriumokat-is-elteszi-lab-alol-az-uj-antibiotikum.html
Azért ez nem csak 1 lyukacsos lemez + 1 féligáteresztő hártya A lényeg az, hogy meg akarták oldani a baktérumok tenyésztését, átgondolták a problémát, kitalálták hogyan lehetne javítani a korábbi módszereken és végül egy szerkezetében ugyan egszerű, de működésében nagyonis átgondolt szerkezetre jutottak, ami valóban működik. Szóval ne becsüljük már le ezt, mert biztos, hogy évek kemény munkája áll mögötte.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
1. Renhoek Pandi...
2015.01.23. 01:54
Egyébként az EÜ-ben robbanásszerű változás lehet éveken belül a diagnosztikai eszközök terén.

Amit írtál is, minél egyszerűbb legyen a felépítése, olcsóbb anyagokból.

Pl hasonló érdekes chipeket lehet csinálni mikrofluidikával, speciálisan kihasználva a kis méretekben zajló áramlástant. Csak egy plexi vagy gél chip, lézerrel belemaratva a csatornákat és a reakciókamrákat, vákuummal kiszívatva kész is egy egyszerhasználatos vizsgálati eszköz. Egy pici vércsepp is elég, és rengeteg mindent lehet vele kezdeni (pl szétválasztani alakos elemeire...)
Vagy most nálunk épp ilyen kis chip-es PCR-el foglalkoznak.

Szóval higgyétek el, nagy jövő áll a nagyon egyszerű felépítésű eszközök előtt... de azt kitalálni, és kiszámolni, hogy hogyan fog szaladgálni benne a folyadék, vagy a bacik, na az művészet, és komoly ismeretekre van szükség.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!