זוהה המבנה המקנה לחיידקים עמידות בפני תרופות

צוות מחקר מאוניברסיטת המדינה של אייווה פענח את המבנה הגבישי של משאבות העברה המרחיקות רעלני מתכות כבדות מחיידקים, מנגנון המאפשר להם לפתח עמידות בפני תרופות אנטיביוטיות.

המסלול המוצע של העברת המתכת במשאבה שנחקרה.
המסלול המוצע של העברת המתכת במשאבה שנחקרה.

החוקר הראשי, פרופסור לכימיה, פיסיקה, אסטרונומיה, ביוכימיה, ביופיזיקה וביולוגיה מולקולארית במשרד האנרגיה של ארה"ב (מעבדות Ames), אמר שהממצאים מספקים לחוקרים תובנות טובות יותר לגביי מנגנון העמידות של חיידקים לחומרי-אנטיביוטיקה. בסופו של דבר המחקר יוכל לסייע בידיהם של חוקרי תרופות לפתח טיפולים חדשים ויעילים כנגד עמידות זו.

בכדי להשיג את הממצאים שלהם, החוקרים טיהרו וגיבשו את חלבוני הקרומית המרכיבים את היחידה המכונה efflux pump (משאבות לא ספציפיות המופעלות לאחר חשיפה לחומר אנטימיקרוביאלי ומסיעות אותו החוצה) של החיידק אשריכיה קולי. החוקרים הכינו מספר דגימות שהכילו את המתכות הכבדות הרעילות נחושת וכסף ומספר דגימות ללא מתכות אלו.

החוקרים השתמשו בקריסטלוגרפיית קרני-רנטגן בכדי להשוות בין המבנים השונים, לזהות מהם ההבדלים ביניהם ולהבין מתוך כך את המנגנון האחראי להרחקתם של רעלני מתכות כבדות מהתאים.

המאמר שלהם מתאר במיוחד את המבנה הגבישי של היחידה CusA, אחד מתוך שלושה חלקים של המשאבה האחראים להרחקת רעלנים מהחיידק. החוקר מסביר כי יחידה זו מהווה קרומית העברה פנימית השייכת לעל-משפחה רחבה יותר של חלבונים (resistance-nodulation-division protein). היא מורכבת מ- 1047 יחידות חומצות אמינו ומקיפה את הקרומית הפנימית 12 פעמים.

מסביר החוקר: "המשאבות מזהות ומרחיקות באופן פעיל את החומרים הללו מתוך תאי החיידקים, ובכך מאפשרות להם לשרוד בתנאי רעילות קיצונית."

"מחקר זה מדווח לראשונה אי-פעם על המבנה המפורט של משאבת העברה ייחודית של מכות כבדות המאפשרת לחיידקים לשרוד למרות ההשפעות הרעילות של נחושת וכסף," מסביר אחד מהשותפים למחקר. "ע"י תאור מפורט של השלבים המדויקים שאותם יון המתכת צפוי לעבור בדרכו בתעלת העברה זו, מחקר זה מספק לנו רעיונות כיצד לחסום את הנתיב הזה ולהגביר בכך את רגישותם של חיידקים מזיקים לרעלני מתכות כבדות."

החוקר הראשי, הבוחן את עמידותם של חיידקים לחומרי-אנטיביוטיקה מזה כעשור, אמר כי מידע ישיר בדבר היכולת של חיידקים לעמוד בפני רעלני מתכות כבדות הינו מידע חשוב עבור מחקרים ביו-רפואיים.

"אנו מעוניינים להבין את מנגנוני הפעילות של משאבות מתכות כבדות אלו," הוא מציין. "והבנה זו תוכל לאפשר לחוקרי ביוטכנולוגיה לפתח מעכבים יעילים יותר שיחסמו את פעילות המשאבה, ובעקבות כך יפחיתו או אפילו יסירו את עמידותם של החיידקיים לתרופות."
ממצאי המחקר פורסמו בכתב-העת היוקרתי Nature.

הידיעה על המחקר

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

2 תגובות

  1. 1) גיבוש של חלבוני ממברנה הוא תמיד בעייתי משום שהגביש מתאים מטבעו לקביעת מבנה של חלבונים מסיסי מים.
    2) בנוסף לכך, לכל החלבונים הללו יש גם צד מסיס וצד בלתי מסיס במים אז זה בעייתי לדמות תנאים כאלה בגביש
    3) "סתם" מקביעת מבנה מולקולרי אי אפשר להבין הרבה וצריך למצוא הסברים לפעילות החלבון ע"י סינטזה של הנתונים המבניים עם תוצאות מאפיון ביוכימי
    4) יש תיאוריות רבות ושיטות מדידה רבות המניחות שעיקר ה"עניין" בקוניפורמציות חלבון נובעות מהשינויים במבנה המרחבי ולוא-דווקא מהמבנה בגביש. שזה פחות או יותר להגיד שמה שמעניין זה לא הפוטופיניש של מרוץ 100 מטר אלא כיצד מתנהג גופו של אצן (מבחינה תנועתית) לאורך מרחק מסוים מהמרוץ.
    5) 1-4 שכתבתי למעלה יתכנו כשטות מאחר ולא קראתי עדיין את המאמר ב-nature
    6) יש עשרות חלבונים ומנגנונים המאפשרים לחיידקים עמידות. ראו חלבוני MDR – מולטי דראג רסיסטנס

  2. יש לציין כי לחיידקים יש כמה וכמה שיטות עמידות בפני תרופות, כולל העברת רצפי חומר גנטי בין חיידק לחיידק (מעין "רבייה מינית") המקנים להם עמידות.

    אין ספק שמדובר בפריצת דרך, בהבנת אחד ממנגנוני ההגנה ופיתוח תרופות עתידיות.

    חנן סבט
    http://WWW.EURA.ORG.IL

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

דילוג לתוכן