עמידות חיידקים לאנטיביוטיקה היא אחד האתגרים הגדולים בתחום הרפואי. אוניברסיטת הישיבה אלברט? החוקרים של מכללת הרפואה של איינשטיין פיתחו דור חדש של תרכובות אנטיביוטיות שלא יגרמו לעמידות לחיידקים וניתן ליישם אותן בבטחה על גוף האדם. המחקר הרלוונטי מתפרסם בגיליון האחרון של כתב העת לביולוגיה כימית.
תרכובות אלו מכוונות בעיקר לשני חיידקים "ידועים לשמצה"??? Vibrio cholerae, הגורם לכולרה, ו-Escherichia coli 0157:h7, המגיע ממזהמי מזון, גורמים לכ-110,000 מחלות ו-50 מקרי מוות בארצות הברית מדי שנה.
רוב האנטיביוטיקה מתפקדת היטב בהתחלה, ויכולה להרוג כמעט לחלוטין את התאים שהם תוקפים. עם זאת, באמצעות מוטציה ולחץ ההישרדות של החזקים ביותר המוטלת על ידי אנטיביוטיקה, תאים חיידקיים רבים יכולים תמיד להימלט ממוות, להתרבות במספרים גדולים ולפתח זנים עמידים לתרופות.
המחקר נערך על ידי שרך? בראשותו של ד"ר שלמן, הוא מאמין שאנטיביוטיקה שיכולה להפחית את זיהום החיידקים אך לא תהרוג חיידקים יכולה להפחית את הסיכון לעמידות לתרופות בעתיד. מחקרים קודמים גם הוכיחו שחיידקים מתקשרים זה עם זה באמצעות יצירה וזיהוי של מולקולות אותות הנקראות מעוררי עצמי (היכולים לתאם את הביטוי של גנים חיידקיים ולהתאים כמה תהליכים כולל יישום רעילות). תהליך זה נקרא "חישת קוורום". זנים חסרי חישה בקוורום גורמים לזיהומים פחות חמורים. לכן, התערבות בחישת המניין הפכה לכיוון המאמצים.
בנוסף להרג Vibrio cholerae ו-Escherichia coli, החוקרים שאפו לשבש את יכולתם של חיידקים לתקשר באמצעות חישת קוורום. החוקרים מצאו כי האנזים החיידקי mtan קשור לסינתזה של גורמים עצמיים הממלאים תפקיד מפתח בחישת הקוורום. הם תכננו סוכן אנזים. בהשוואה לסוכן האנזים הטבעי של mtan, ניתן לשלב את mtan באופן הדוק יותר עם הסוכן המעוצב. סוכן זה תמיד "ינעל" את מטן ויאסור עליו להגביר את עוצמת חישת הקוורום.
במחקר זה, שלמן ועמיתיו בדקו שלוש תרכובות החוסמות ערוצי חישה קוורום. שלושת התרכובות הללו בעלות עוצמה בשיבוש חישת הקוורום של Vibrio cholerae ו-Escherichia coli. על מנת לדעת האם החיידק יפתח עמידות לתרופות, החוקרים בדקו את האנלוגים של 25 הדורות הבאים של שני החיידקים. התוצאות הראו שהדור ה-26 היה רגיש לאנטיביוטיקה כמו הדור הראשון.
שלמן מכנה את החפצים הללו אנטיביוטיקה קבועה. הוא מאמין שהרבה פתוגנים חיידקיים אגרסיביים אחרים??? Streptococcus pneumoniae, Neisseria meningitidis, Klebsiella pneumoniae ו-Staphylococcus aureus כולם מבטאים mtan ולכן עשויים להיות רגישים לתרכובות אלו.
שלמן פיתחה יותר מ-20 מעכבי mtan רבי עוצמה, שבכולם ניתן להשתמש בבטחה בבני אדם, מכיוון ש-mtan הוא אנזים חיידקי, ולמניעתו אין השפעה על חילוף החומרים באדם.
