Entwirren von NDM-1-Struktur-Signalen Durchbruch im Kampf gegen bösartigen Superbug

Die Nachricht von einem bedeutenden Durchbruch im Kampf gegen arzneimittelresistente Infektionen kam diese Woche in Form eines Artikels im Online-Journal Acta Crystallographica Abschnitt F: Strukturbiologie und Kristallisation Hier beschreiben Forscher, wie sie die Struktur von NDM-1, einer bösartigen Art von Superbug, die derzeit gegen unsere stärksten Antibiotika resistent ist, entwirrt haben.
Die Arzneimittelresistenz in infektiösen Bakterien nimmt zu und stellt eine ernsthafte Bedrohung für die menschliche Gesundheit dar. In jüngerer Zeit gab es Bedenken, dass Antibiotika bald nutzlos sein könnten, da die Superbugs begonnen haben, selbst die neuesten zu überlisten. Jedes Jahr sterben in Europa über 25.000 Menschen an Antibiotika-resistenten Infektionen. Das Rennen, um neue Wege zu finden, um sie zu bekämpfen, war noch nie so schwierig.
Ein wichtiger Teil des Kampfes gegen Superbakterien ist die Identifizierung wichtiger Teile ihrer Struktur, um herauszufinden, wie sie die Antibiotika, die sie töten sollen, "hydrolysieren" und unwirksam machen. Ein großer Teil ihrer Resistenz stammt von einer Gruppe von Enzymen, die als Metallo-?-Laktamasen (MBLs) bekannt sind, wobei das jüngste neue Mitglied das kürzlich identifizierte Neu-Delhi MBL 1 (NDM-1) ist.
NDM-1 ist besonders beängstigend, weil es Bakterien gegen unsere stärksten Antibiotika, die Carbapeneme, resistent macht, die unsere letzte Verteidigungslinie gegen Superkeime sind. Es wurde in einer Vielzahl von Bakterien gefunden, einschließlich der bekannten E coli.
Man geht davon aus, dass das Neu-Delhi oder das modifizierte NDM-1-Bakterium bei Patienten, die aus Indien und Pakistan hierher zurückkehrten, nach Großbritannien gereist waren, um dort günstigere chirurgische Verfahren wie kosmetische Chirurgie in Anspruch zu nehmen. Darüber gab es im zweiten Teil des Jahres 2010 viele Neuigkeiten.
Bis jetzt wurden nur 70 Fälle von Infektionen in Großbritannien gemeldet, aber diese geringe Anzahl verringert nicht die Dringlichkeit der Notwendigkeit, einen Weg zu finden, diesen mächtigen Superbug zu besiegen und Leben zu retten.
Nun haben Forscher des Medical Research Council (MRC) am Forschungskomplex in Harwell (RCaH) in Oxfordshire, Großbritannien, ein Strukturmodell für NDM-1 entwickelt, das Forschern und Pharmaunternehmen helfen wird, neue Wege zur Überwindung von Bakterien zu finden Widerstand und entwickeln neue Behandlungen.
Professor Simon Phillips, der die Studie leitete und Direktor des Research Complex in Harwell ist, sagte der Presse "NDM-1 ist eine ernsthafte Bedrohung für die menschliche Gesundheit" und "ist in der Lage, viele Formen von Antibiotika zu degradieren und sie nutzlos zu machen".
"Darüber hinaus kann das Gen für NDM-1 zwischen verschiedenen Bakterien übertragen werden, so dass es sich schnell in der Bevölkerung ausbreiten und bei verschiedenen Krankheiten Resistenzen erzeugen kann", fügte er hinzu.
Phillips sagte, dass die Kenntnis der Struktur des Enzyms der erste Schritt ist, um zu verstehen, wie der Superbug funktioniert, und den Weg zur Entwicklung von Medikamenten weist, die seine Wirkung verhindern könnten. Diese Studie, die vom MRC unterstützt wird, liefert wichtige Informationen, um die Entwicklung neuer Medikamente zu beschleunigen, fügte er hinzu.
In ihrer Arbeit berichten die Forscher, wie sie die Kristallstruktur von NDM-1 ausbilden Klebsiella pneumoniaeund diskutieren seine "Struktur und aktive Seite ... im Zusammenhang mit anderen kürzlich hinterlegten Koordinaten von NDM-1".
Professor Sharon Peacock, Mitglied des Infektions und Immunitätsausschusses des Medical Research Council, sagte, die Identifizierung der Struktur von NDM-1 sei ein "entscheidender Schritt, um sicherzustellen, dass die Medikamentenentwicklung auf einem fundierten Verständnis der Mechanismen der bakteriellen Antibiotikaresistenz beruht".
Neben Phillips Team spielten andere Zentren in der Nähe eine Schlüsselrolle. Zum Beispiel hat die Oxford Protein Production Facility-UK, die ebenfalls von der MRC finanziert wird und im RCaH angesiedelt ist, Proben des Enzyms unter Verwendung nur seiner genetischen Sequenz schnell hergestellt. Und das Kristallographie-Labor in der nahe gelegenen Diamond Light Source, der größten von Großbritannien finanzierten wissenschaftlichen Einrichtung, die seit über 40 Jahren gebaut wird, bestimmte die Struktur des Enzyms.
Geschrieben von Catharine Paddock

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