Μια εντελώς νέα προσέγγιση στη μάχη με τις βακτηριακές λοιμώξεις παρουσιάζουν ερευνητές του Ινστιτούτου Καρολίνσκα στη Στοκχόλμη σε συνεργασία με συναδέλφους τους από το Πανεπιστήμιο της Ουψάλα, το Σουηδικό Ινστιτούτο Ελέγχου των Μολυσματικών Νόσων και τον Παγκόσμιο Οργανισμό Υγείας οι οποίοι ανακάλυψαν έναν καινούργιο μηχανισμό ανάπτυξης αντιβιοτικών θεραπειών.
Ενάντια σε σημαντικούς βακτηριακούς «εχθρούς»
Σύμφωνα με δημοσίευσή τους στο επιστημονικό περιοδικό «FASEB», ο μηχανισμός που αναμένεται να οδηγήσει σε αποτελεσματικότερα αντιβιοτικά αφορά επιλεκτικό μπλοκάρισμα του συστήματος της θειορεδοξίνης εντός των κυττάρων, το οποίο είναι ζωτικής σημασίας για την ανάπτυξη ορισμένων βακτηρίων. Οι επιστήμονες ελπίζουν ότι η προσέγγισή τους θα βοηθήσει στην αντιμετώπιση σοβαρών «εχθρών» της υγείας, όπως το ελικοβακτηρίδιο του πυλωρού (H. pylori) που προκαλεί έλκη στο στομάχι, ο βάκιλος της φυματίωσης αλλά και το νοσοκομειακό υπερ-βακτήριο ΜRSA.
«Παρότι απαιτείται πολύ περισσότερη έρευνα, εκτιμούμε ότι θα μπορούμε να χρησιμοποιούμε αυτόν τον μηχανισμό στις περιπτώσεις που τα αντιβιοτικά ευρέος φάσματος έχουν αποδειχθεί ανεπαρκή» σχολίασε ο καθηγητής του Τμήματος Ιατρικής Βιοχημείας και Βιοφυσικής Αρνε Χόλμγκρεν που ήταν επικεφαλής της νέας μελέτης η οποία είχε και ελληνική συμμετοχή, αυτή του κ. Αλέξιου Βλάμη – Γαρδίκα.
Το ζωτικής σημασίας σύστημα της θειορεδοξίνης
Το σύστημα της θειορεδοξίνης εμφανίζεται σε όλα τα κύτταρα και παίζει ζωτικής σημασίας ρόλο στην ικανότητά τους να συνθέτουν νέο DNA. Παίζει επίσης καθοριστικό ρόλο σε ό,τι αφορά την προστασία των κυττάρων από το οξειδωτικό στρες, μια διαδικασία κατά την οποία τα επίπεδα των ελευθέρων ριζών οξυγόνου υπερβαίνουν το φυσιολογικό, με αποτέλεσμα να τίθενται σε κίνδυνο οι ιστοί του οργανισμού. Το οξειδωτικό στρες μπορεί για παράδειγμα να εμφανιστεί όταν τα λευκά αιμοσφαίρια επιτίθενται στα βακτήρια με αποτέλεσμα να υπάρχει κίνδυνος βλαβών ή και θανάτου των κυττάρων. Τα πιο σημαντικά «συστατικά» του συστήματος της θειορεδοξίνης είναι τα ένζυμα θειορεδοξίνη και αναγωγάση της θειορεδοξίνης. Η θειορεδοξίνη είναι απαραίτητη κατά τη διαδικασία δημιουργίας των δομικών λίθων του νέου DNA ενώ η αναγωγάση της θειορεδοξίνης διασφαλίζει ότι η θειορεδοξίνη είναι ενεργή.
Εκτός από το σύστημα θειορεδοξίνης, τα θηλαστικά, συμπεριλαμβανομένου του ανθρώπου, καθώς και κάποια βακτήρια διαθέτουν ένα δεύτερο παρόμοιο βιοχημικό σύστημα εντός των κυττάρων το οποίο βασίζεται στο ένζυμο γλουταρεδοξίνη. Τα δύο αυτά συστήματα λειτουργούν ως εφεδρικά το ένα στο άλλο.
Χωρίς το σύστημα της γλουταρεδοξίνης
Ωστόσο πολλά βακτήρια που προκαλούν ασθένειες στους ανθρώπους όπως το H. pylori, το βακτήριο της φυματίωσης Mycobacterium tuberculosis καθώς και το πολυανθεκτικό βακτήριο χρυσίζων σταφυλόκοκκος ανθεκτικός στη μεθικιλλίνη (MRSA) που «χτυπά» κυρίως νοσοκομειακούς ασθενείς διαθέτουν μόνο το σύστημα της θειορεδοξίνης και όχι και αυτό της γλουταρεδοξίνης. Το γεγονός αυτό καθιστά αυτά τα βακτήρια άκρως ευάλωτα σε ουσίες που αναστέλλουν τη δράση της θειορεδοξίνης και της αναγωγάσης της θειορεδοξίνης.
Παράλληλα, όπως εξήγησε ο καθηγητής Χόλμγκρεν «η αναγωγάση της θειορεδοξίνης στα βακτήρια είναι πολύ διαφορετική σε ό,τι αφορά τη χημική σύσταση και τη δομή της σε σύγκριση με το ανθρώπινο ένζυμο. Αυτές οι διαφορές σε συνδυασμό με το γεγονός ότι ορισμένα βακτήρια δεν διαθέτουν το σύστημα γλουταρεδοξίνης μαρτυρεί ότι φάρμακα που επιδρούν στην αναγωγάση της θειορεδοξίνης μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως αντιβιοτικά».
Με χρήση ενός φαρμάκου για εγκεφαλικά και φλεγμονές
Στη μελέτη που δημοσιεύεται τώρα ο καθηγητής και η ομάδα του αναφέρουν πως χρησιμοποίησαν ένα φάρμακο (ebselen) το οποίο έχει δοκιμαστεί μέχρι σήμερα στην αντιμετώπιση των εγκεφαλικών επεισοδίων και των φλεγμονών. Οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι το ebselen καθώς και άλλες παρόμοιες συνθετικές ουσίες αναστέλλουν, μεταξύ άλλων, τη δράση της αναγωγάσης της θειορεδοξίνης στα βακτήρια. Σε πειράματα στο εργαστήριο οι επιστήμονες έδειξαν πώς το ebselen εξολόθρευσε κάποια είδη βακτηρίων.
Συγχρόνως οι ερευνητές τροποποίησαν γενετικώς το βακτήριο Eschericia coli (E.coli) που μπορεί να προκαλέσει κράμπες στο στομάχι και σοβαρή διάρροια το οποίο υπό φυσιολογικές συνθήκες δεν είναι ευάλωτο στο ebselen. Εδειξαν ότι βακτήρια E. Coli στα οποία ήταν «ανενεργά» τα γονίδια που κωδικοποιούν για το ένζυμο της γλουταρεδοξίνης ή τον σχηματισμό του τριπεπτιδίου γλουταθιόνη – η γλουταθιόνη αποτελεί ένα άλλο βασικό συστατικό του συστήματος γλουταρεδοξίνης – έγιναν πολύ πιο ευάλωτα στο ebselen σε σύγκριση με το φυσιολογικό.
Με έναν σμπάρο δύο τρυγόνια
Σύμφωνα με τον καθηγητή Χόλμγκρεν η νέα εξέλιξη θεωρείται σημαντική με δεδομένο ότι σήμερα πολλά βακτήρια δείχνουν τεράστια ανθεκτικότητα στα υπάρχοντα αντιβιοτικά σε παγκόσμιο επίπεδο. «Είναι ιδιαιτέρως ενδιαφέρον ότι το MRSA αλλά και ο βάκιλος της φυματίωσης που παρουσιάζει ανθεκτικότητα στα αντιβιοτικά δείχνουν ευαισθησία στο ebselen και σε άλλες νέες συνθετικές ουσίες. Και αξίζει να σημειώσουμε ότι το ebselen είναι ένα αντιοξειδωτικό όπως η βιταμίνη C. Αυτό σημαίνει ότι προστατεύει συγχρόνως τον οργανισμό από το οξειδωτικό στρες – με αυτόν τον τρόπο έχουμε με έναν σμπάρο δύο τρυγόνια».
