Mechanizm ten, znany jako kontrola translacji, jest mechanizmem “kontroli jakości” występującym u wszystkich gatunków bakterii. Przypuszcza się, że mechanizm ten nie występuje u innych organizmów takich jak rośliny czy zwierzęta. Jak tłumaczy Keiler, "jeśli można sobie wyobrazić szlak syntezy białka u bakterii jako linię montażową fabryki, proces kontroli translacji jest odpowiedzialny za utrzymanie tej linii produkcyjnej w ruchu. Uszkodzenie mRNA, który jest odpowiedzialny za przełożenie informacji z DNA na sekwencję aminokwasów w białku, może blokować syntezę protein. Proces kontroli translacji jest odpowiedzialny za zniesienie blokowania syntezy i tym samym za utrzymanie sprawności „systemu montażowego”. Gdyby nie kontrola translacji wszystkie kolejne kroki syntezy byłyby zaburzone, co prowadziłoby do nieprawidłowego funkcjonowania organizmu w zakresie syntezy białek niezbędnych do życia.

Jako student, Keiler w 1996 roku odkrył wcześniej nieznany etap kontroli procesu translacji. Jak wyjaśniał, od czasu tego odkrycia pracuje nad znalezieniem cząsteczki, która byłaby zdolna do zakłócenia tego stadium szlaku syntezy białek. „Chodzi o to, że jeśli uda nam się zaburzyć mechanizm kontroli translacji – bakteryjny mechanizm kontroli jakości – będziemy mogli zapobiec samo powielaniu się organizmu” tłumaczy Keiler.

Aby dowiedzieć się, które cząsteczki mogą być zdolne do zakłócania kontroli translacji, zespół rozpoczął badania przesiewowe – testowanie kilku tysięcy małych cząsteczek w wielodołkowych szalkach Petriego - z nadzieją na odkrycie jednego lub więcej związków, które mogą być skuteczne w zwalczaniu czynników chorobotwórczych. "Nasz zespół testował około 663 tysięcy różnych cząsteczek," wyjaśnia Keiler. "W szczególności badaliśmy cząsteczki przeciwko szczepowi E. coli, oraz monitorowaliśmy ich wpływ na proces kontroli translacji." Pod koniec tej fazy badania, Keiler i jego zespół znalazł 46 różnych cząsteczek, które okazały się skuteczne w zakłóceniu tego procesu.

Kolejnym krokiem było sprawdzenie skuteczności tych cząsteczek w zakłócaniu kontroli translacji u innych bakterii, które są znanymi czynnikami chorobotwórczymi, a mianowicie u Shigella - rodzaju bakterii, która powoduje zatrucie pokarmowe i jest związana z  salmonellą - i Bacillus anthracis - bakterii, która powoduje wąglika u ludzi i zwierząt. "Spośród 46 cząsteczek, które wykazywały wpływ na proces kontroli translacji, jeden, o nazwie KKL-35, okazał się być najbardziej obiecującym", wyjaśnia Keiler. "Okazało się, że hamuje on wzrost bardzo daleko spokrewnionych bakterii, co wskazuje na to, że może on wykazywać aktywność antybiotyczną wobec bardzo szerokiego spektrum gatunków bakterii. Jeśli chodzi bakterie Shigella i Bacillus anthracis wykazaliśmy, że w obecności KKL-35 komórki umierały, ponieważ cząsteczki te hamowały mechanizm kontroli translacji."

Oprócz szczepu Shigella i Bacillus anthracis, zespół prowadzony przez profesora Keilera badał także Mycobacterium tuberculosis, będącą przyczyną gruźlicy. Ku zaskoczeniu zespołu okazało się, że KKL-35 wykazał 100-krotnie większą efektywność w ograniczeniu wzrostu tej bakterii niż tradycyjnie stosowany antybiotyk.

Keiler dodaje, że jednym z najbardziej ekscytujących cech antybiotyku, zaprojektowanego z KKL-35 jako substancją czynną, jest znikome prawdopodobieństwo wystąpienia zjawiska lekooporności w zmutowanych szczepach bakterii. "Jedno z możliwych wyjaśnień braku opornych mutantów w eksperymentach laboratoryjnych jest to, że zmiany w czynnikach kontroli translacji, które zakłócają wiązanie leków, mogą także wyeliminować aktywność mechanizmu kontroli samego w sobie. Mutanty odporne prawdopodobnie w końcu wyewoluują, ale wygląda na to, że będzie to bardzo trudne . Oznacza to, że mutanty odporne mogą wolno powstawać i rozprzestrzeniać się. "

Anna Byczkowska

Nowa szczepionka przeciwko grypie z wykorzystaniem fuzji białek wirusowych i bakteryjnych

Źródło:

http://www.medicalnewstoday.com/releases/261391.php