3b-international.com
Antibiotika töten Bakterien, indem sie ihre DNA schädigen
Forscher des MIT und der Boston University haben das entdeckt Während Antibiotika viele Teile von Bakterienzellen angreifen, ist es der Schaden, den sie ihrer DNA zufügen, der den tödlichen Schlag verursacht. Sie schreiben in einer am 20. April im Journal veröffentlichten Zeitung über ihre Ergebnisse Wissenschaft.
Es ist erstaunlich, dass wir seit über 70 Jahren Antibiotika wie Penicillin verwenden, aber bis jetzt wussten wir nicht genau, wie sie Bakterien abtöten.
Die Forscher sagen, dass das Verstehen dieses Mechanismus helfen könnte, bestehende Medikamente zu verbessern, eine willkommene Neuigkeit, da in den letzten 40 Jahren nur wenige neue Antibiotika entwickelt wurden und viele Bakterienstämme eine Resistenz gegen die derzeit verfügbaren entwickelt haben.
Co-Autor Dr. James J Collins, Professor für Biomedizinische Technik und William F. Warren Distinguished Professor an der Boston University, sagte den Medien:
"Man könnte die Abtötungswirkung unseres derzeitigen Arsenals verbessern, die erforderlichen Dosen reduzieren oder Stämme gegenüber bestehenden Antibiotika resensitivieren."
Im Jahr 2007 entdeckte Collins, dass drei Arten von Antibiotika, die Chinolone, die Beta-Laktame und die Aminoglycoside, alle Zellen töten, indem sie Hydroxylradikale erzeugen, hochgradig destruktive Moleküle, die scheinbar jede Zellkomponente angreifen, die ihnen im Weg steht: sie attackieren Lipide, sie oxidieren Proteine, und sie oxidieren die DNA.
Aber in dieser neuesten Studie fanden sie heraus, dass der größte Teil dieses Schadens nicht tödlich ist.
Der tödliche Schlag ist eine Hydroxyl-induzierte Schädigung von Guanin, einem der vier Nukleotide oder Bausteine ??der DNA.
Die Forscher fanden heraus, dass die Zellen, wenn sie beschädigtes (dh oxidiertes) Guanin in die DNA einbringen, versuchen, den Schaden zu reparieren, aber stattdessen beschleunigen sie ihren eigenen Tod.
Entsprechender Autor Dr. Graham Walker, MIT-Professor für Biologie, sagte, der Mechanismus stehe nicht hinter dem ganzen Töten, aber er scheint für einen großen Teil davon verantwortlich zu sein.
Das Team begann mit der Untersuchung des Guanin-Schadens als Ergebnis von Walker's Untersuchungen von DNA-Reparatur-Enzymen. Sie hatten eine Ahnung, dass oxidiertes Guanin eine Schlüsselrolle beim Zelltod spielte.
Zuerst zeigten sie, dass DinB, ein DNA-kopierendes Enzym, das bei beschädigter DNA in Aktion tritt, oxidiertes Guanin verwendet.
Aber, DinB macht einen groben Fehler: es legt nicht nur das beschädigte Guanin korrekt gegenüber seinem Basenpartner Cytosin auf die Kopie, es setzt es auch falsch gegenüber Adenin.
Sobald zu viele beschädigte Guanine in die neuen DNA-Stränge eingefügt werden, versucht die Zelle, diese Fehler zu beseitigen, aber dies dient nur dazu, ihren eigenen Tod zu beschleunigen.
Das Team zeigte dann, dass dies auch mit Antibiotika geschieht: ihre Hydroxylradikale lösen die gleiche Kaskade von DNA-Schäden aus.
Sobald oxidiertes Guanin, das durch eine antibiotische Behandlung verursacht wurde, in die DNA eingeführt wird, löst es einen zellulären Mechanismus aus, der die DNA repariert.
Der Mechanismus beruht auf MutY und MutM, spezialisierten Enzymen, die Schnitte in der DNA machen, um Aktionen auszulösen, die sich mit der Tatsache beschäftigen, dass die DNA oxidiertes Guanin enthält.
Aber diese Reparaturen sind nicht ohne Risiko: Sie müssen die DNA-Doppelhelix entwirren und eine der Ketten schneiden, um die falsche Basis zu ersetzen. Dies ist kein Problem, es sei denn, zwei solcher Reparaturen passieren nahe beieinander: Dann erleidet die DNA einen so genannten "Doppelstrangbruch", der normalerweise die Zelle tötet.
Walker sagte das System, das normalerweise "Sie schützen und Sie sehr genau halten sollte", dann "wird Ihr Scharfrichter".
Dr. Deborah Hung ist Professorin für Mikrobiologie und Immunbiologie an der Harvard Medical School und war nicht an der Studie beteiligt. Sie sagte mit Studien wie dieser, wir erleben eine "Renaissance des Verständnisses, wie Antibiotika arbeiten":
"Wir dachten immer, wir wüssten es, und jetzt haben wir erkannt, dass all unsere einfachen Annahmen falsch waren, und es ist viel komplexer."
Die Forscher haben auch einen Vorschlag dafür, wie dieses Wissen verwendet werden könnte, um bestehende Medikamente wirksamer bei der Abtötung von Bakterien zu machen.
Sie sagten in einigen Fällen, die Bakterienzelle kann sich retten, wenn ihre DNA beschädigt wird, indem der Doppelstrangbruch repariert wird, ein Prozess, der als "homologe Rekombination" bekannt ist.
Die Blockierung der homologen Rekombination, beispielsweise durch die Deaktivierung der erforderlichen Enzyme, könnte die Bakterien für das Antibiotikum empfindlicher machen, schlagen sie vor.
Mittel aus den National Institutes of Health und Howard Hughes Medical Institute halfen, die Studie zu bezahlen.
Geschrieben von Catharine Paddock
Über 55 Jahre aktiver als jüngere Menschen
Laut Umfrage von GlaxoSmithKline (GSK) sind Personen ab 55 Jahren aktiver als die jüngere Generation. Die Ergebnisse der Umfrage zeigten, dass Menschen über 55 Jahre etwa 28 Minuten mehr körperliche Aktivität pro Woche machen als ihre 18 bis 25 Jahre alten Kollegen. Obwohl es eindeutige Beweise für die gesundheitlichen Vorteile gibt, die mit körperlicher Aktivität verbunden sind, geben 30% der Befragten über 55 Jahre an, dass das britische Wetter der einschränkendste Faktor für körperliche Aktivität ist, gefolgt von langfristigen Gesundheitsbedingungen (29%).
Bis zum Ende des nächsten Jahres werden 7 der 20 meistverkauften Medikamente ihren Patentschutz verlieren, wodurch viel billigere Generikaversionen ersetzt werden. Dies ist ein Glücksfall für die Patienten und ein ernstes Problem für die pharmazeutische Industrie, die so sehr von hohen Einkommen für Forschung und Entwicklung abhängt. Es wird nicht lange dauern, bis die Super-Blockbuster Lipitor, ein cholesterinsenkendes Medikament, und Blutverdünner Plavix ihren Patentschutz verlieren.
