Bakterier måste känna av och reagera på förändringar i sin miljö för att överleva, och deras yttre membran är deras första försvarslinje. Spännande ny forskning avslöjar en tidigare ouppskattad aspekt av detta försvar, som skulle kunna utnyttjas för att göra antibiotikaresistenta bakterier slagbara. Forskningen, publicering 19 december i open access-tidskriften PLOS Biology av Jean-François Collet vid UCLouvains de Duve Institute i Belgien och kollegor från University of Utah och Imperial College London, potentiellt öppnar dörren till lovande nya behandlingar.

Bakterier dök upp på jorden mer än en miljard år före människan, och i nästan 350 år har människor utforskat dem för att förstå hur de fungerar och, framför allt, att försöka bekämpa dem som orsakar dem skada. Fler och fler bakterier blir resistenta mot tillgängliga antibiotika i takt med att de får nya försvarsmekanismer.

Så kallade "gramnegativa" bakterier, Till exempel E coli (och bakterierna som orsakar böldpest och gonorré), har två yttre membran som är åtskilda av en region som kallas det periplasmatiska utrymmet. Huvudförfattaren Jean-François Collet gillar att jämföra dessa bakterier med ett slott med dubbelt skyddande hölje, med periplasman som yttre bailey. Bakterier övervakar alla typer av störningar i deras yttre membran, såsom närvaron av ett membraninriktat antibiotikum, och skicka en reläsignal till cytoplasman för att åstadkomma ett lämpligt reparationssvar. Detta svar kan göra bakterierna resistenta mot effekterna av antibiotikan.

När du studerar denna stresssignalväg, forskarna fann att genom att öka avståndet mellan de två membranen (storleken på periplasman) kunde de blockera signalen och därmed det skyddande svaret. Det ökade avståndet hindrade vaktposterna vid yttermembranet från att kunna larma bakterien om att den var i fara och att den behövde aktivera sitt försvar. Forskarna upptäckte då att de kunde kompensera för det ökade avståndet mellan membranen genom att öka längden på de stresssignalerande proteinerna. Detta visar att avståndet mellan de två membranen är en kritisk aspekt av bakteriell stressrespons, och en som skulle kunna utnyttjas av nya antibiotika.

Gramnegativa bakterier är exceptionellt svåra att rikta in sig på med antibiotika eftersom deras dubbla membran är så svåra att penetrera. Dock, använda dessa nya insikter, forskare kan nu leta efter föreningar som ökar avståndet mellan membranen och stör det skyddande svaret på antibiotika. Dessa föreningar kan också göra för närvarande tillgängliga antibiotika mer effektiva och kan göra antibiotikaresistenta bakterier känsliga igen.