了解抗生素耐药性方面的重大进展

蒙大拿大学的科学家(嗯)和华盛顿大学最近发现致病细菌抵抗抗生素治疗,他们的研究结果发表在一篇文章的题目(“由熵驱动的聚合的细菌宿主聚合物在铜绿假单胞菌促进抗生素耐受性”)在《美国自然科学院。

引起慢性感染的细菌通常生活在细胞聚集物中，悬浮在富含聚合物的宿主分泌物中，聚集生长诱导的细菌表型可能是慢性感染发病机制的关键因素。细菌聚集通常被认为是生物膜形成的结果;然而，在体内产生聚集的机制尚不清楚。在这里，我们展示了在慢性感染位点丰富的聚合物通过耗竭聚集机制导致细菌聚集，这并不需要生物膜形成功能。耗尽聚合是由未带电或类似带电的聚合物与粒子(如细菌)之间的熵力所介导的，”研究人员写道。

“我们的实验还表明，细菌的耗竭聚集诱导显著的抗生素耐受性，这取决于SOS反应，一种由基因毒性应激激活的应激反应。”这些发现提出了一种可能性，即针对促进消耗聚集的条件或消耗介导的耐受机制，可能导致对抗慢性细菌感染的新治疗方法。

“抗生素耐药性是一个主要问题，”Patrick Secor博士说，他是澳大生物科学系的助理教授，也是这篇论文的首席研究员。“然而，通常的情况是，如果你从受感染的人的肺部取出抗生素治疗后存活下来的细菌，在实验室里用抗生素治疗这些细菌，细菌就会死亡。”我们想知道为什么。

我们发现生活在高浓度聚合物中的细菌会受到一些压力。“基本上，富含聚合物的环境会激活细菌的应激反应，导致它们耐受更高水平的抗生素。”

“我喜欢把它和我们锻炼时身体所承受的压力进行比较，”西科尔博士说。“今天的锻炼可以让你跑得更远一点，或者以后再提重一点。”这类似于生活在呼吸道黏液中的细菌所产生的应激反应——今天暴露在应激环境中，使得细菌能够在以后的抗生素暴露环境中生存下来。

研究人员发现，黏液聚合物压迫细菌引起的应激反应是细菌细胞中DNA轻微损伤的结果。

“DNA损伤造成的一件事是细菌生长缓慢，”Laura Jennings博士说，她是UM研究助理教授和论文的合著者。“因为大多数抗生素对快速分裂的细胞最有效，这些生长缓慢的细菌用抗生素更难杀死。”

研究人员推测，聚合物引发细菌应激反应的机制可能是治疗长期细菌感染的靶向疗法。“我们希望能找到治疗细菌感染的新方法，或者提高抗生素治疗的效果，”西科尔说。