צורות מוזרות של ויטמינים הנקראות 'אנטי ויטמינים' עשויות להילחם בחיידקי-על עמידים לאנטיביוטיקה

הכישרון הבעייתי של חיידקים לפתח עמידות בפני אנטיביוטיקה הוא אאיום בריאותי הולך וגדל במהירות.

היכולת הזויש מקורות עתיקיםוהוא מאפשר למחלות כמו MRSA וזיבהלהרוג כ-700,000 איש מדי שנהמסביב לעולם. ופשפשי העל האלה מוצאים את דרכם אל חיות אחרות,כמו דולפיניםגם.

כעת, מדענים חושבים שאולי מצאו דרך חלופית לטיפול במחלות זיהומיות - מולקולות נדירות הידועות בשם 'אנטי ויטמינים'.

אנטיביוטיקה מסורתית מכוונת ליכולת של חיידקים לקרוא את ההוראות הגנטיות של עצמם או לבנות את דפנות התא המגן שלהם, אך הודות לחיידקיםכישרון ערמומי לגניבת גניםאחד מהשני ומהסביבה שלהם, אנחנו צריכים יותר ויותר אפשרויות כדי להקדים את הטקטיקות המאוד הסתגלותיות שלהם.

אז המיקרוביולוג פביאן פון פפנהיים ועמיתיו החליטו לתרום לציד העולמי אחר חלופות אנטיביוטיות על ידי התעסקות עם הצורך של חיידקים, בהשראת השימוש של חיידקים בטקטיקה זו כדי להרוג חיידקים מתחרים.

ויטמינים חיוניים לכל היצורים החיים לבניית רכיבים תאיים, פיסות רקמה והפעלת תהליכי תאים.

אנטי ויטמינים דומים מספיק להםמקבילות לכך שהן מטעות את המערכות הביולוגיות לחשוב שהן אותן מולקולות, אבל מעט שונות באופן שהופך אותן לתחליפים פגומים בצורה קטסטרופלית, ובכך מעכבים את תפקוד הוויטמינים והופכים רעילים לאותם חיידקים שבלעו אותם.

"רק אטום אחד נוסף באנטי-ויטמין פועל כמו גרגר חול במערכת הילוכים מורכבת בכך שהוא חוסם את המכונאות המכווננת העדינה שלה",מוּסבָּרהאנזימולוג המולקולרי קאי טיטמן מאוניברסיטת גטינגן בגרמניה.

רק שלושה אנטי-ויטמינים טבעיים תוארו עד כה. הם רוזאופלבין (RoF) שפועל נגד ויטמין B2 (ריבופלבין), גינקוטוקסין (GT) האנטי ויטמין של B6 (פירידוקסין) ו-2'-מתוקסי-תיאמין (MTh), אשר ניתן לטעות כ-B1 (תיאמין).

החוקרים השתמשו בקריסטלוגרפיה של חלבוןE. coliואנזימים אנושיים כדי לראות כיצד האנטי ויטמין B1 MTh פועל כרעלן.

הם גילו שחלק המתיל של המולקולה (CH3) מוחלף בקבוצת מתוקסי (O-CH3), שהיא גדולה יותר ומשבשת אתתגובות מטבוליותB1 בדרך כלל לוקח חלק.

הוא דופק את החלבון גלוטמט משאר המולקולה שלו, מה שמוביל להידבקות של גלוטמטים זה לזה ומונעת מהם להשתתף בתגובות.

באמצעות סימולציות ממוחשבות, גילה הצוות גם שחלבונים אנושיים שווים אינם מושפעים מהויטמין המתחזה.

"החלבונים האנושיים לא נקשרים כלל לאנטי ויטמין או בצורה כזו שהם לא 'מורעלים'."אמרהכימאי ברט דה גרוט ממכון מקס פלאנק.

זה אומר שאנטי ויטמין MTh, לפחות, יכול לשמש כדי לבלבל את הפונקציות הקריטיות של הוויטמינים המקבילים שלהם בחיידקים תוך השארת מערכות אנושיות שלמות.

"הטבע פיתח מערכות אנזימים שיכולות להבחין ביעילות בין תרכובות דומות מבחינה מבנית שנבדלות רק באטום נוסף אחד."כתב הצוותבנייר שלהם.

"קשה לחזות בשלב זה אם ובאילו מנגנונים חיידקים עלולים לפתח עמידות נגד MTh", אמרו.

למרות שזהו רק היבט אחד מני רבים שעדיין צריך לפתור לפני שאנחנו מתקרבים למקום כלשהו להחלפת אנטיביוטיקה, מחקר זה נותן לנו אפשרות נוספת לבדוק במאבק המשתנה שלנו נגד חיידקים פתוגניים.

מחקר זה פורסם בביולוגיה כימית של הטבע.