Ekipi hulumtues zbulon se si të sabotohen ‘superbakteret rezistente ndaj antibiotikëve’

“Superbakteret” rezistente ndaj antibiotikëve; që mund të mposhtin përpjekjet për t’i vrarë ata janë një krizë urgjente e shëndetit publik dhe sipas Qendrave për Kontrollin e Sëmundjeve, më shumë se 2.8 milionë infeksione rezistente ndaj antibiotikëve ndodhin çdo vit. Studiuesit në mbarë botën po përpiqen të përballojnë sfidën.

Një ekip bashkëpunues studiuesish të udhëhequr nga Universiteti i Massachusetts Amherst dhe duke përfshirë shkencëtarë nga kompania biofarmaceutike Microbiotix kohët e fundit njoftuan se kishin mësuar me sukses se si të sabotonin një pjesë kyçe të makinerive që përdorin patogjenët për të infektuar qelizat e tyre pritëse, dhe kanë zhvilluar një test për të identifikuar barnat e gjeneratës së ardhshme për të synuar këtë makineri të cenueshme celulare dhe për të bërë përfitime reale në shëndetin publik.

Strategjia tipike kur trajtohen infeksionet mikrobike është të shpërthejë patogjenin me një ilaç antibiotik, i cili funksionon duke hyrë brenda qelizës së dëmshme dhe duke vrarë atë. Kjo nuk është aq e lehtë sa duket, sepse çdo antibiotik i ri duhet të jetë i tretshëm në ujë, në mënyrë që të mund të udhëtojë lehtësisht përmes qarkullimit të gjakut dhe të yndyrshëm, në mënyrë që të kalojë linjën e parë të mbrojtjes së qelizave patogjene, membrana qelizore. Uji dhe vaji, natyrisht, nuk përzihen dhe është e vështirë të hartosh një ilaç që ka mjaftueshëm të dyja karakteristikat për të qenë efektiv.

Vështirësia gjithashtu nuk ndalet me kaq, sepse qelizat patogjene kanë zhvilluar diçka të quajtur “pompë rrjedhjeje”; që mund të njohin antibiotikët dhe më pas t’i nxjerrin në mënyrë të sigurtë nga qeliza, ku nuk mund të bëjnë asnjë dëm. Nëse antibiotiku nuk mund të kapërcejë pompën e rrjedhjes dhe të vrasë qelizën, atëherë patogjeni “kujtohet” si duket ai antibiotik specifik dhe zhvillon pompa shtesë të rrjedhjes për ta trajtuar atë në mënyrë efikase – në fakt, duke u bërë rezistent ndaj atij antibiotiku të veçantë.

Një rrugë përpara është të gjesh një antibiotik të ri, ose kombinime të tyre, dhe të përpiqesh të qëndrosh një hap përpara superbaktereve.

“Ose, ne mund të ndryshojmë strategjinë tonë,” thotë Alejandro Heuck, profesor i asociuar i biokimisë dhe biologjisë molekulare në UMass Amherst dhe autori i lartë i punimit. “Unë jam një kimist dhe gjithmonë kam qenë shumë i interesuar të kuptoj se si molekulat kimike ndërveprojnë me organizmat e gjallë. Në veçanti, unë e kam fokusuar kërkimin tim në molekulat që bëjnë të mundur komunikimin midis një patogjeni dhe qelizës pritëse që dëshiron të pushtojë.”

Heuck dhe kolegët e tij kanë qenë veçanërisht të interesuar për një sistem komunikimi të quajtur sistemi i sekretimit të tipit 3, i cili, deri më tani, duket të jetë një përshtatje evolucionare unike për mikrobet patogjene.

Ashtu si qeliza patogjene, qelizat pritëse gjithashtu kanë mure qelizore të trasha, të vështira për t’u depërtuar. Për t’i shkelur ato, patogjenët kanë zhvilluar një makinë të ngjashme me shiringën që sekreton fillimisht dy proteina, të njohura si PopD dhe PopB. As PopD dhe as PopB individualisht nuk mund të thyejnë murin qelizor, por të dy proteinat së bashku mund të krijojnë një “translokon” – ekuivalentin qelizor të një tuneli përmes membranës qelizore. Pasi të krijohet tuneli, qeliza patogjene mund të injektojë proteina të tjera që bëjnë punën e infektimit të bujtësit.

I gjithë ky proces quhet sistemi i sekretimit të tipit 3 – dhe asnjëri prej tij nuk funksionon pa PopB dhe PopD. “Nëse nuk përpiqemi të vrasim patogjenin,” thotë Heuck, “atëherë nuk ka asnjë shans që ajo të zhvillojë rezistencë. Ne thjesht po sabotojmë makinën e saj. Patogjeni është ende gjallë; është thjesht i paefektshëm dhe strehuesi ka kohë të përdorë mbrojtjen e tij natyrore për të hequr qafe patogjenin.”

Pyetja, pra, është se si të gjejmë molekulën që mund të bllokojë montimin e translokonit?

Ndonjëherë, zgjidhjet u vijnë shkencëtarëve në ato “momente llamba” kur befas gjithçka merr kuptim. Në këtë rast, ishte më shumë një moment bug rrufeje.

Heuck dhe kolegët e tij kuptuan se një klasë enzime e quajtur luciferazat – të ngjashme me ato që shkaktojnë ndezjen e insekteve të rrufesë gjatë natës – mund të përdoret si gjurmues. Ata e ndajnë enzimën në dy gjysma. Njëra gjysma hyri në proteinat PopD/PopB dhe gjysma tjetër u projektua në një qelizë pritës.

Këto proteina dhe hoste të krijuara mund të përmbyten me komponime të ndryshme kimike. Nëse qeliza pritëse ndizet papritmas, kjo do të thotë se PopD/PopB depërtoi me sukses murin qelizor, duke ribashkuar dy gjysmat e luciferazës, duke bërë që ato të shkëlqejnë. Por nëse qelizat mbeten të errëta? “Atëherë ne e dimë se cilat molekula thyejnë translokonin,” thotë Heuck.

Heuck është i shpejtë për të vënë në dukje se kërkimi i ekipit të tij nuk ka vetëm aplikime të dukshme në botën e farmaceutikëve dhe shëndetit publik, por gjithashtu përparon të kuptuarit tonë se si mikrobet infektojnë qelizat e shëndetshme. “Duam të studionim se si funksiononin patogjenët,” ai thotë, “dhe pastaj befas zbuluam se gjetjet tona mund të ndihmojnë në zgjidhjen e një problemi të shëndetit publik.”