เช่นเดียวกับการเข้าไนท์คลับสุดพิเศษ การเข้าไปในเซลล์แบคทีเรียแกรมลบนั้นไม่ใช่เรื่องง่ายสำหรับสารประกอบทางเคมี แต่ตอนนี้ได้มีการเปิดเผยการจับมือกันอย่างเป็นความลับแล้ว: การศึกษาใหม่ได้กำหนดกฎเกณฑ์หลายข้อในการผ่านเซลล์ภายนอกที่เสริม ความแข็งแรงให้สำเร็จ ซึ่งอาจนำไปสู่การพัฒนายาปฏิชีวนะที่จำเป็นอย่างยิ่ง
นักจุลชีววิทยา Kim Lewis จากมหาวิทยาลัย Northeastern University
ในบอสตัน ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับงานดังกล่าว กล่าวว่า “นี่เป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญ วิธีดั้งเดิมในการเรียนรู้ว่าสารประกอบข้ามกำแพงแบคทีเรียได้อย่างไรคือการศึกษาสิ่งกีดขวางดังกล่าว “พวกเขาตัดสินใจที่จะโจมตีปัญหาจากปลายอีกด้านหนึ่ง: คุณสมบัติของโมเลกุลที่อาจช่วยให้พวกมันทะลุผ่านอุปสรรคคืออะไร” งานที่อธิบายคุณสมบัติเหล่านี้เผยแพร่ออนไลน์ในNatureเมื่อวันที่ 10 พฤษภาคม
Escherichia coliและแบคทีเรียแกรมลบอื่น ๆ ที่อธิบายได้เนื่องจากลักษณะที่ปรากฏเมื่อสัมผัสกับสีย้อมสีม่วงที่เรียกว่าคราบแกรม – มีเยื่อหุ้มเซลล์สองเซลล์ Paul Hergenrother นักชีววิทยาเคมีแห่งมหาวิทยาลัยอิลลินอยส์ Urbana-Champaign กล่าวว่าเยื่อหุ้มชั้นนอกไม่สามารถซึมผ่านได้ “แม้ว่ายาจะฆ่าเชื้อโรคที่เป็นแกรมลบได้ดีจริงๆ แต่ก็อาจไม่สามารถเข้าไปในแบคทีเรียได้” เขากล่าว
ยาปฏิชีวนะหลายชนิดที่ต่อต้านแบคทีเรียแกรมลบนั้นไม่น่าเชื่อถือ เนื่องจากตัวแมลงได้พัฒนาความต้านทาน ( SN: 10/15/16, p. 11 ) เพื่อสนับสนุนการพัฒนายา ในเดือนกุมภาพันธ์ องค์การอนามัยโลกได้ออกรายชื่อของเชื้อโรคที่ดื้อต่อยาหลายชนิดและคุกคามสุขภาพของมนุษย์ แบคทีเรียทั้งหมดในกลุ่มที่มีลำดับความสำคัญวิกฤติเป็นแกรมลบ
เยื่อหุ้มชั้นนอกของเซลล์แกรมลบมีจุดโปรตีนที่เรียกว่าพอริน
โครงสร้างช่องเหล่านี้ช่วยให้แบคทีเรียดูดซับสารอาหารได้ ยาปฏิชีวนะเหล่านั้นที่สามารถเข้าไปในแบคทีเรียแกรมลบมักจะผ่านรูขุมขน Hergenrother กล่าว
เพื่อเปิดเผยสิ่งที่ควรทำและไม่ควรทำของทางเดิน porin กลุ่มของ Hergenrother ได้สังเคราะห์สารประกอบ 100 ชนิดที่มีลักษณะเฉพาะร่วมกับสารต้านจุลชีพที่พบในธรรมชาติ เช่น สารประกอบที่มาจากพืช นักวิจัยนำสารประกอบแต่ละชนิด ฟักไข่ด้วย แบคทีเรีย E. coliในหลอดเป็นเวลา 10 นาที แล้ววัดว่ามีอะไรอยู่ในเซลล์
คุณลักษณะหนึ่งโดดเด่นท่ามกลางสารประกอบเหล่านั้นจำนวนหลายสิบชนิดที่สะสมอย่างมีนัยสำคัญภายในเซลล์แบคทีเรีย: พวกมันทั้งหมดมีหมู่เอมีน ซึ่งเป็นกลุ่มเคมีที่มีธาตุไนโตรเจน
จากนั้น ทีมงานได้รวบรวมสารประกอบกลุ่มใหญ่ที่มีกลุ่มเอมีน และวัดอีกครั้งว่าสารประกอบที่สะสมอยู่ภายในเซลล์E. coli หรือไม่ นักวิจัยใช้โปรแกรมคอมพิวเตอร์เพื่อทำนายว่าคุณลักษณะอื่นใดที่จำเป็นในการผ่านรูพรุน การวิเคราะห์นี้เปิดเผยว่าสารประกอบควรแข็ง มากกว่ายืดหยุ่น และแบน เมื่อเทียบกับทรงกลม Hergenrother ตั้งข้อสังเกตว่าการวางไม้บรรทัดผ่านช่องแคบง่ายกว่าบาสเก็ตบอล
เพื่อทดสอบกฎใหม่ นักวิจัยได้หันมาใช้ยาต้านจุลชีพที่เรียกว่าดีออกซีนีโบมัยซิน สารประกอบนี้มีผลเฉพาะกับแบคทีเรียแกรมบวกซึ่งมีเยื่อหุ้มเซลล์เพียงแผ่นเดียว Deoxynybomycin มีลักษณะแบนและแข็ง ดังนั้นจึงมี “พารามิเตอร์ทางเรขาคณิตที่ถูกต้อง” Hergenrother กล่าว นั่นทำให้มันเป็นสารประกอบที่ดี “เพื่อพยายามเพิ่มเอมีนในที่ที่ไม่รบกวนการโต้ตอบกับเป้าหมายทางชีวภาพ”
ทีมงานได้สังเคราะห์อนุพันธ์ของ deoxynybomycin กับกลุ่ม amine และทดสอบสารประกอบนี้กับเชื้อโรคที่เป็นแกรมลบจำนวนหนึ่งที่ดื้อต่อยาปฏิชีวนะหลายชนิด deoxynybomycin ที่เปลี่ยนแปลงไปนั้นสามารถฆ่าเชื้อโรคได้ทั้งหมดยกเว้นประเภทเดียวเท่านั้นที่ทดสอบ
เป็นไปได้ว่ายาปฏิชีวนะอื่น ๆ ที่กำหนดเป้าหมายแบคทีเรียแกรมบวกโดยเฉพาะสามารถเปลี่ยนเป็นยาที่ฆ่าแมลงแกรมลบได้เช่นกันโดยทำตามกฎใหม่ Hergenrother กล่าว และการคำนึงถึงหลักเกณฑ์เหล่านี้ในการรวบรวมสารประกอบต่างๆ อาจทำให้การคัดกรองผู้สมัครยาประสบความสำเร็จมากขึ้น
credit : 21mypussy.com adpsystems.net alriksyweather.net arcclinicalservices.org atlanticpaddlesymposium.com
