Nowe badania naukowe dostarczają istotnych informacji na temat inozyny i jej potencjalnego zastosowania w praktyce klinicznej. W dobie narastającej oporności na antybiotyki, zwłaszcza wśród bakterii Gram-ujemnych, odkrycie to może mieć kluczowe znaczenie dla przyszłych strategii terapeutycznych. Badanie to koncentruje się na roli inozyny w odwracaniu oporności na tigecyklinę, antybiotyk często stosowany jako ostatnia linia obrony przeciwko wielolekoopornym patogenom.
Mechanizmy oporności bakterii Gram-ujemnych
Bakterie Gram-ujemne, takie jak Klebsiella pneumoniae, są odpowiedzialne za różnorodne infekcje, w tym zakażenia dróg moczowych i zapalenie płuc. Oporność na antybiotyki w tych patogenach jest często wynikiem działania pomp wypływowych typu RND, takich jak tmexCD1-toprJ1. Pompy te usuwają antybiotyki z komórki bakteryjnej, zmniejszając ich skuteczność.
Znaczenie inozyny w metabolizmie bakteryjnym
W badaniu zidentyfikowano inozynę jako kluczowy metabolit w metabolizmie purynowym bakterii. Ekspresja genu tmexCD1-toprJ1 zakłóca metabolizm puryn, co może być jednym z mechanizmów prowadzących do oporności na antybiotyki. Dodatek inozyny przywraca wrażliwość bakterii na tigecyklinę poprzez zwiększenie siły protonomotorycznej i stymulację cyklu kwasu trikarboksylowego (TCA), co zwiększa produkcję bursztynianu i ułatwia wnikanie antybiotyku do komórki.
Wyniki badania
Zmiany metabolomiczne i transkryptomiczne
Badanie wykazało, że obecność tmexCD1-toprJ1 prowadzi do istotnych zmian w metabolizmie bakterii. Analiza metabolomiczna ujawniła zaburzenia w metabolizmie puryn i pirymidyn, co może być związane z opornością na tigecyklinę. Z kolei analiza transkryptomiczna wykazała zmiany w ekspresji genów związanych z metabolizmem puryn, co sugeruje, że purynowy szlak metaboliczny odgrywa istotną rolę w mechanizmie oporności.
Rewitalizacja działania tigecykliny
Dodatek inozyny do kultury bakteryjnej znacząco zwiększał działanie tigecykliny przeciwko opornym szczepom bakterii. Inozyna zwiększała pobór tigecykliny przez bakterie, co było wynikiem zwiększenia siły protonomotorycznej oraz wzmożonej ekspresji białek porowych, takich jak OmpK 36. Zmiany te ułatwiały transport antybiotyku do wnętrza komórki bakteryjnej, co prowadziło do zwiększenia jego stężenia wewnątrzkomórkowego.
Dyskusja nad zastosowaniem klinicznym
Badanie wskazuje, że strategia łącząca inozynę z tigecykliną może być skutecznym podejściem do leczenia infekcji wywołanych przez bakterie oporne na antybiotyki. Mechanizm działania inozyny, polegający na reprogramowaniu metabolizmu bakterii, oferuje nową perspektywę w walce z opornością. Co więcej, inozyna, będąca naturalnym metabolitem, może być bezpieczna i dobrze tolerowana w organizmie, co potwierdzają wcześniejsze badania nad jej zastosowaniami w innych dziedzinach medycyny.
Podsumowanie
Wyniki badania dostarczają nowych dowodów na to, że inozyna może skutecznie odwracać oporność wielolekową u bakterii Gram-ujemnych. Mechanizmy obejmujące poprawę metabolizmu purynowego i zwiększenie siły protonomotorycznej otwierają nowe możliwości w leczeniu infekcji trudnych do leczenia. Odkrycie to podkreśla znaczenie badań nad metabolizmem bakteryjnym w kontekście rozwoju nowych strategii antybiotykowych, które mogą zrewolucjonizować podejście do leczenia infekcji bakteryjnych.
Bibliografia
Li Fulei, Xu Tianqi, Fang Dan, Wang Zhiqiang and Liu Yuan. Inosine reverses multidrug resistance in Gram-negative bacteria carrying mobilized RND-type efflux pump gene cluster
