新发现可以有效抵抗抗生素耐药性

贝勒医学院的科学家在分子细胞中发表了一篇论文(“赌徒：由反应性氧诱导的一般应激反应区分的抗生素诱导的可诱导细胞亚群”)，揭示了细菌如何进化出赋予抗生素抗性的突变，并且这一过程可以用FDA批准的药物依达拉奉抑制。

“抗生素耐药性是对公众健康最紧迫的威胁之一。由于DNA中出现了新的突变，使细菌能够克服抗生素的致命影响，细菌会产生抗药性，“相应的作者Susan M. Rosenberg博士说，Ben F. Love癌症研究主席和分子与人类教授贝勒的遗传学，生物化学和分子生物学以及分子病毒学和微生物学。

传统上，新的抗生素已经抵消了抗生素耐药性。然而，在这项研究中，研究人员希望发现然后抑制诱导抗生素抗性突变的分子机制。

“我们用低剂量的抗生素环丙沙星处理细菌大肠杆菌的实验室培养物，已知它们会诱发新的突变，赋予抗生素抗性，”第一作者John P. Pribis说，他是综合分子和生物医学科学研究生课程的学生在贝勒和罗森堡实验室工作。“在这个系统中，我们非常详细地研究了细菌进化出抗生素抗性后被激活的分子途径。”

Pribis，Rosenberg及其同事发现环丙沙星诱导DNA断裂，随后细菌释放出一系列活性氧。这些化合物激活了一般的应激反应，触发了容易出错的DNA修复，从而导致突变。

“我们惊讶地发现，活性氧的爆发仅发生在细菌群体的10%到25%之间，并且只有这些细胞遵循基因突变中的下一个分子步骤，”Pribis说。“这些突变中的一些可能赋予抗生素抗性，但其他突变不会也可能对细菌致死。虽然这些变异的'赌徒'细胞在它们的基因组上掷骰子产生突变，但其余的细菌不会发生变异。“

“这些研究结果表明，暴露于低剂量抗生素的细菌发挥分子策略，为整个细菌群体带来生存优势，并且可能对感染中的某些细菌不利，”罗森伯格说。同时也是贝勒Dan L Duncan综合癌症中心癌症进化机制的领导者。“虽然赌博者中的一小部分人冒着产生突变的风险，但其余的细菌保持稳定并且不遵循这条道路。结果，如果那些突变的人不能生存，那么原始人口的一部分仍将存在。“

研究人员对导致抗生素耐药性的分子途径的详细研究为减缓这一过程提供了新的机会，从而减少了细菌产生耐药性的机会。Pribis，Rosenberg及其同事寻找可能减缓这一过程的药物。

“我们意识到有FDA批准的药物可以减少活性氧的产生，这是导致突变的关键步骤之一，”Pribis说。“我们发现用于治疗肌萎缩侧索硬化和中风的药物依达拉奉适用于我们所描述的抑制活性氧生成的分子机制。”

“事实上，当我们尝试它时，它减缓了细菌培养物中突变的发展，同时又没有丧失杀死细菌的能力。罗森伯格说，这种药物阻止了迅速发展的“赌徒”细胞亚群的形成。

研究人员计划在感染模型中研究这种药物是否能够减缓感染过程，无论是否使用抗生素治疗。