Tuberkulose , Anthrax und andere Krankheiten können effektiver durch neue Art von Antibiotika behandelt zu werden

Krankheiten wie Tuberkulose , Milzbrand und Shigellose - eine schwere Lebensmittelvergiftungen - schließlich könnte mit einem völlig neuen und effektive Art behandelt werden Antibiotikum Dank einem Team von Wissenschaftlern von Kenneth Keiler , außerordentlicher Professor für Biochemie und Molekularbiologie an der Penn State University führte . In einem in der Zeitschrift Forschung Papier Proceedings of the National Academy of Sciencesin der Woche vom 3. Juni 2013 , beschreibt das Team 46 bisher ungetestet Moleküle, die gezielt und stören einen wichtigen Schritt im Prozess der Proteinsynthese in Bakterien, damit Rendering Bakterien nicht in der Lage replizieren .

Dieser Schritt wird, wie trans - Übersetzung bekannt, ist eine "Qualitätskontrolle" Mechanismus, der in allen Arten von Bakterien , und daß andere Lebewesen , wie Pflanzen und Tieren gefunden wird , scheinen nicht zu verwenden . "Wenn Sie sich vorstellen, das bakterielle Protein - Synthese -Weg als eine Fabrik Fließband , trans- Übersetzung für die Führung der Montagelinie bewegt verantwortlich Fehlerhafte Boten-RNA (mRNA) - . Kann der Block - die RNA , die genetische Information von der DNA zu Proteinen vermittelt wird Synthesemaschinerie . Trans - Übersetzung entfernt diese Blöcke von der Montagelinie , wodurch das System reibungslos läuft zu halten ", erklärt Keiler . " Wäre es nicht für trans Übersetzung , würden alle weiteren Schritte in der Fabrik Fließband aufgehalten zu werden , und der Organismus nicht in der Lage , um richtig zu funktionieren . - Synthese der Proteine, die es zum Überleben braucht "

Als Student im Jahr 1996 entdeckt, Keiler die bisher unbekannte trans - Übersetzungsschritt . Keiler , erklärte , dass seit seiner Entdeckung der trans Übersetzung , er wurde auf das Ziel der Suche nach Molekülen, die diese besondere Phase des Protein - Synthesewegs zu stören arbeiten . "Die Idee ist , dass , wenn wir trans Übersetzung stören - Qualitätskontrolle Schritt Bakterien - , dann können wir einen Schraubenschlüssel in die Proteinsynthese Montagelinie zu werfen und verhindern, dass die Organismen vom Erstellen von Kopien von sich selbst , " sagte Keiler .

Um herauszufinden, welche kleine Moleküle, die stören trans Übersetzung sein könnte , begann das Team mit einem Prozess namens Hochdurchsatzscreening - ein Verfahren zum Ausprobieren viele Tausende von kleinen Molekülen in Multiwell- Petrischalen mit der Hoffnung, eine oder mehrere dieser Macht wirksam bei der Bekämpfung bestimmter Krankheitserreger. "Unser Team getestet über 663.000 unterschiedliche Moleküle ", sagte Keiler . " Spezifisch testeten wir die Moleküle gegen einen Stamm von E. coliund überwacht werden , wie sie trans - Übersetzungsprozess des Organismus zu beeinflussen. "Am Ende dieser Phase der Prüfung , Keiler und sein Team 46 verschiedene Moleküle, die sich als wirksam bei der Störung der trans - Übersetzung sein schien gefunden.

Der nächste Schritt war , um diese Moleküle " Wirksamkeit bei störenden trans Übersetzung in andere Bakterien, die dafür bekannt sind, die Krankheiten verursachen zu testen , und zwar Shigella- Eine Gattung von Bakterien, die bewirkt, Lebensmittelvergiftung und ist verwandt mit Salmonellen- und Bacillus anthracis- Der Organismus, der Milzbrand, die manchmal tödlich bei Menschen und anderen Tieren verursacht. " Von den 46 Moleküle, die gezeigt wurde, trans Übersetzung beeinflussen , nannte man KKL -35 sprang aus als der vielversprechendste " Keiler sagte . "Wir fanden , dass es das Wachstum von sehr entfernt verwandte Bakterien hemmt , und dies legt nahe, daß es eine antibiotische Aktivität gegen ein sehr breites Spektrum von Arten haben. Wie für Shigella und Bacillus anthracis , waren wir in der Lage zu zeigen, dass in Gegenwart von KKL -35 , starben die Zellen spezifisch , da das Molekül angehalten, die trans - Übersetzungsprozess . "

Zusätzlich zu Shigellaund Bacillus anthracis, Keiler Team untersuchte auch Mycobacterium tuberculosis - den Organismus , die Tuberkulose verursacht. Das Team stellte fest , dass im Vergleich zu derzeit verwendeten Tuberkulose Drogen-Therapien , war der KKL -35 -Molekül 100-fach wirksamer bei der Hemmung des Wachstums des Bakteriums .

Keiler fügte hinzu, dass eine der wichtigsten Features eines Antibiotikums vom KKL -35 entwickelt, betrifft die Unwahrscheinlichkeit von Resistenzen in Mutanten-Stämme von Bakterien. "In unseren Laborversuchen fanden wir keine Mutantenstämmen , die KKL -35 beständig waren ", sagte Keiler . " Eine mögliche Erklärung für das Fehlen von resistenten Mutanten in Laborexperimenten ist, dass Veränderungen in der trans - Übersetzung Molekülen, drogen Bindung stören transÜbersetzungsTätigkeitzu beseitigen auch . Resistenten Mutanten wahrscheinlich würde schließlich zu entwickeln , aber zumindest sieht es aus wie es wird sehr schwierig . Das bedeutet, dass resistente Mutanten möglicherweise langsam sich zu erheben und zu verbreiten. "