การดื้อยาปฏิชีวนะคือปัญหาสุขภาพของประชาชนเพิ่มมากขึ้นทั่วโลก เมื่อแบคทีเรียชอบอี. โคไลไม่ตอบสนองต่อยาปฏิชีวนะอีกต่อไป การติดเชื้อจะรักษาได้ยากขึ้น
เพื่อพัฒนาใหม่นักวิจัยโดยทั่วไปจะระบุยีนที่ทำให้แบคทีเรียต้านทาน จากการทดลองในห้องปฏิบัติการ พวกเขาสังเกตว่าแบคทีเรียตอบสนองต่อยาปฏิชีวนะชนิดต่างๆ อย่างไร และมองหาการกลายพันธุ์ในองค์ประกอบทางพันธุกรรมของสายพันธุ์ต้านทานที่ทำให้พวกมันมีชีวิตรอดได้
แม้ว่าวิธีนี้จะได้ผล แต่วิธีนี้อาจใช้เวลานานและอาจไม่เสมอไปจับภาพที่สมบูรณ์ว่าแบคทีเรียต้านทานได้อย่างไร ตัวอย่างเช่น การเปลี่ยนแปลงวิธีการทำงานของยีนที่ไม่เกี่ยวข้องกับการกลายพันธุ์ยังคงส่งผลต่อการต่อต้านได้ แบคทีเรียยังสามารถแลกเปลี่ยนยีนต้านทานระหว่างกัน ซึ่งอาจตรวจไม่พบหากมุ่งความสนใจไปที่การกลายพันธุ์ภายในสายพันธุ์เดียวเท่านั้น
เพื่อนร่วมงานของฉันและฉัน ได้พัฒนาแนวทางใหม่เพื่อระบุยีนต้านทานโดยการสร้างแบบจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ ช่วยให้เราสามารถออกแบบสารประกอบใหม่ที่สามารถปิดกั้นยีนเหล่านี้ และทำให้การรักษาที่มีอยู่มีประสิทธิภาพมากขึ้น
ที่เกี่ยวข้อง:
การระบุความต้านทาน
เพื่อทำนายว่ายีนใดมีส่วนทำให้เกิดการดื้อยา เราได้วิเคราะห์จีโนมของยีนต่างๆอี. โคไลเครียดไประบุรูปแบบและเครื่องหมายทางพันธุกรรมเกี่ยวข้องกับการต่อต้าน จากนั้นเราก็ใช้ได้รับการฝึกอบรมจากข้อมูลที่มีอยู่เพื่อเน้นยีนใหม่หรือการกลายพันธุ์ที่ใช้ร่วมกันระหว่างสายพันธุ์ต้านทานที่อาจนำไปสู่การดื้อยา
หลังจากระบุยีนต้านทานได้แล้วสารยับยั้งที่ได้รับการออกแบบที่กำหนดเป้าหมายและปิดกั้นโปรตีนที่ยีนเหล่านี้สร้างขึ้นโดยเฉพาะ ด้วยการวิเคราะห์โครงสร้างของโปรตีนที่เป็นรหัสของยีนเหล่านี้ เราจึงสามารถเพิ่มประสิทธิภาพสารยับยั้งของเราให้จับกับโปรตีนจำเพาะเหล่านี้ได้อย่างแข็งแกร่ง
ถึงลดโอกาสว่าแบคทีเรียจะพัฒนาความต้านทานต่อสารยับยั้งเหล่านี้ เราได้กำหนดเป้าหมายไปยังบริเวณต่างๆ ของจีโนมของพวกมัน ซึ่งเป็นรหัสสำหรับโปรตีนที่มีความสำคัญต่อการอยู่รอดของพวกมัน การแทรกแซงการทำงานของแบคทีเรียในการทำหน้าที่สำคัญทำให้การพัฒนากลไกในการชดเชยทำได้ยากขึ้น นอกจากนี้เรายังจัดลำดับความสำคัญของสารประกอบที่ทำงานแตกต่างจากยาปฏิชีวนะที่มีอยู่เพื่อลดการต้านทานข้าม
ในที่สุด เราได้ทดสอบว่าสารยับยั้งของเราสามารถเอาชนะการดื้อยาปฏิชีวนะได้อย่างมีประสิทธิภาพเพียงใดอี. โคไล- เราใช้การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์เพื่อประเมินว่าสารยับยั้งจำนวนหนึ่งจับกับโปรตีนเป้าหมายได้แรงเพียงใดเมื่อเวลาผ่านไป สารยับยั้งตัวหนึ่งที่เรียกว่าเฮสเพอริดินสามารถจับกับยีนทั้งสามในนั้นได้อย่างแข็งแกร่งอี. โคไลเกี่ยวข้องกับการดื้อยาที่เราระบุ โดยบอกว่าอาจสามารถช่วยต่อสู้กับสายพันธุ์ที่ดื้อยาปฏิชีวนะได้
ภัยคุกคามระดับโลก
องค์การอนามัยโลกจัดอันดับการดื้อยาต้านจุลชีพเป็น1 ใน 10 ภัยคุกคามต่อสุขภาพโลก- ในปี 2019 การดื้อยาปฏิชีวนะของแบคทีเรียสามารถฆ่าคนได้ประมาณ 4.95 ล้านคนทั่วโลก
ด้วยการกำหนดเป้าหมายยีนเฉพาะที่รับผิดชอบต่อการดื้อยาที่มีอยู่ วิธีการของเราอาจนำไปสู่การรักษาโรคติดเชื้อแบคทีเรียที่ท้าทายซึ่งไม่เพียงแต่มีประสิทธิภาพมากขึ้นเท่านั้น แต่ยังมีโอกาสน้อยที่จะทำให้เกิดการดื้อยาต่อไปอีกด้วย นอกจากนี้ยังสามารถช่วยให้นักวิจัยตามทันภัยคุกคามจากแบคทีเรียในขณะที่พวกมันพัฒนาขึ้น
การระบาดของแบคทีเรียที่ดื้อยาปฏิชีวนะที่ NIH (สารคดีฉบับเต็ม) | แนวหน้า - YouTube
วิธีการคาดการณ์ของเราสามารถปรับให้เข้ากับแบคทีเรียสายพันธุ์อื่นๆ ได้ ซึ่งช่วยให้มีกลยุทธ์การรักษาเฉพาะบุคคลมากขึ้น ในอนาคต แพทย์อาจปรับแต่งการรักษาด้วยยาปฏิชีวนะตามลักษณะทางพันธุกรรมเฉพาะของแบคทีเรียที่ทำให้เกิดการติดเชื้อ ซึ่งอาจนำไปสู่ผลลัพธ์ที่ดีขึ้น
เนื่องจากการดื้อยาปฏิชีวนะยังคงเพิ่มขึ้นทั่วโลก การค้นพบของเราอาจเป็นเครื่องมือสำคัญในการต่อสู้กับภัยคุกคามนี้ จำเป็นต้องมีการพัฒนาเพิ่มเติมก่อนที่จะสามารถนำวิธีการของเราไปใช้ในคลินิกได้ แต่ด้วยการก้าวนำหน้าวิวัฒนาการของแบคทีเรีย สารยับยั้งแบบกำหนดเป้าหมายสามารถช่วยรักษาประสิทธิภาพของยาปฏิชีวนะที่มีอยู่ และลดการแพร่กระจายของเชื้อดื้อยาได้
บทความแก้ไขนี้เผยแพร่ซ้ำจากการสนทนาภายใต้ใบอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์ อ่านบทความต้นฉบับ-
