nl.3b-international.com
Antibiotica Doden bacteriën door hun DNA te beschadigen
MIT en onderzoekers van de Universiteit van Boston hebben dat ontdekt terwijl antibiotica veel delen van bacteriecellen aanvallen, is het de schade die ze aan hun DNA toebrengen die de dodelijke slag toebrengt. Ze schrijven over hun bevindingen in een paper die op 20 april in het tijdschrift online is gepubliceerd Wetenschap.
Het is verbazingwekkend dat we al meer dan 70 jaar antibiotica zoals penicilline gebruiken, maar we wisten tot nu toe niet het exacte mechanisme waardoor bacteriën worden gedood.
De onderzoekers zeggen dat het begrijpen van dit mechanisme de bestaande medicijnen zou kunnen helpen verbeteren, een zeer welkom nieuws omdat er de afgelopen 40 jaar weinig nieuwe antibiotica zijn ontwikkeld en veel bacteriestammen weerstand hebben ontwikkeld tegen de momenteel beschikbare.
Co-auteur Dr James J Collins, hoogleraar Biomedical Engineering en William F. Warren Distinguished Professor aan de Boston University, vertelde de media:
"Men zou de dodende werking van ons huidige arsenaal kunnen verbeteren, de vereiste doses kunnen verlagen of stammen opnieuw kunnen aanpassen aan bestaande antibiotica."
In 2007 ontdekte Collins dat drie soorten antibiotica, de chinolonen, de bèta-lactams en de aminoglycosiden allemaal cellen doden door hydroxylradicalen te produceren, zeer destructieve moleculen die bijna alle celcomponenten die ze in de weg staan, lijken aan te vallen: ze vallen aan lipiden, ze oxideren eiwitten en ze oxideren DNA.
Maar in deze laatste studie vonden ze dat de meeste van deze schade niet fataal is.
De dodelijke slag is door hydroxyl geïnduceerde schade aan guanine, een van de vier nucleotiden of bouwstenen van DNA.
De onderzoekers ontdekten dat wanneer ze beschadigde (dwz geoxideerde) guanine in DNA inbrachten, de cellen de schade proberen te herstellen, maar in plaats daarvan versnelt dit hun eigen dood.
Correspondent auteur Dr. Graham Walker, MIT hoogleraar biologie, zei dat het mechanisme niet achter alle moorden zit, maar het lijkt verantwoordelijk te zijn voor een groot deel ervan.
Het team begon met het onderzoeken van het aspect van de guanineschade als een gevolg van Walker's studies van DNA-herstel enzymen. Ze hadden een voorgevoel dat geoxideerde guanine een sleutelrol speelde in celdood.
Eerst toonden ze aan dat DinB, een DNA-kopie-enzym dat in actie komt als DNA beschadigd is, geoxideerde guanine gebruikt.
Maar DinB maakt een grove fout: niet alleen plaatst het de beschadigde guanine op de juiste manier tegenover zijn basispartner cytosine op de kopie, het plaatst het ook verkeerd tegenover adenine.
Zodra er te veel beschadigde guanines zijn ingebracht in de nieuwe DNA-strengen, probeert de cel deze fouten te verwijderen, maar dit dient alleen om de eigen dood te bespoedigen.
Het team toonde vervolgens aan dat dit ook met antibiotica gebeurt: hun hydroxylradicalen veroorzaken dezelfde cascade van DNA-schade.
Zodra geoxideerde guanine, veroorzaakt door antibioticabehandeling, in het DNA wordt ingebracht, veroorzaakt dit een cellulair mechanisme dat DNA repareert.
Het mechanisme is gebaseerd op MutY en MutM, gespecialiseerde enzymen die delen in het DNA maken om acties te starten die te maken hebben met het feit dat het DNA geoxideerde guanine bevat.
Maar deze reparaties zijn niet zonder risico: ze moeten de DNA-dubbele helix ontrafelen en een van de kettingen doorsnijden om de verkeerde basis te vervangen. Dit is geen probleem, tenzij twee dergelijke reparaties dicht bij elkaar plaatsvinden: dan lijdt het DNA aan wat bekend staat als een "dubbelstrengige breuk", die meestal de cel doodt.
Walker zei dat het systeem dat normaal gesproken "je beschermt en je zeer accuraat houdt", dan "je beul wordt".
Dr. Deborah Hung is hoogleraar microbiologie en immunobiologie aan de Harvard Medical School en was niet betrokken bij het onderzoek. Ze zei met studies als deze, we ondergaan een "wedergeboorte van begrip van hoe antibiotica werken":
"Vroeger dachten we dat we het wisten, en nu hebben we ons gerealiseerd dat al onze eenvoudige aannames verkeerd waren en dat het veel ingewikkelder is."
De onderzoekers hebben ook een suggestie voor hoe deze kennis kan worden gebruikt om bestaande medicijnen effectiever te maken bij het doden van bacteriën.
Ze zeiden dat in sommige gevallen de bacteriële cel zichzelf kan redden wanneer zijn DNA wordt beschadigd door het herstel van de dubbelstrengige breuk, een proces dat bekend staat als "homologe recombinatie".
Het blokkeren van homologe recombinatie, bijvoorbeeld door de vereiste enzymen uit te schakelen, zou de bacterie gevoeliger kunnen maken voor het antibioticum, suggereren ze.
Fondsen van de National Institutes of Health en het Howard Hughes Medical Institute hebben de studie betaald.
Geschreven door Catharine Paddock PhD
29 Nieuwe genetische varianten gekoppeld aan multiple sclerose ontdekt
Wetenschappers over de hele wereld hebben 29 nieuwe genetische varianten ontdekt die geassocieerd zijn met MS (multiple sclerose). Ze zeggen dat hun bevindingen onderzoekers moeten helpen nieuwe behandelingen te ontwikkelen die specifiek gericht zijn op gebieden van het immuunsysteem van de patiënt. Ze publiceerden hun studie in het tijdschrift Nature. De studie werd gedaan door verschillende onderzoekers van over de hele wereld en werd geleid door de universiteiten van Oxford en Cambridge, in Engeland.
De Terrence Higgins Trust lanceert Tacking the Spread of HIV in het Verenigd Koninkrijk, waarbij jaarlijks ongeveer 7000 personen in het VK worden gediagnosticeerd met hiv, en de kosten van levenslange behandeling elk jaar stijgen tot £ 1 miljard, het plan is ontworpen om vermindering van HIV-overdracht en de toenemende financiële problemen van de NHS op het moment dat zij het zich het minst veroorloven.
