Antibiotika används ofta runt om i världen för att bota sjukdomar orsakade av bakterier. Men som Världshälsoorganisationen och andra internationella organ har påpekat, den globala ökningen av antibiotikaresistens är ett snabbt förvärrat problem. Och eftersom antibiotika också är en viktig del av modern medicin, som profylaktisk behandling under operationer och cancerterapi, ökande resistens hos bakterier utgör en ännu större fara.

Det är därför forskare är upptagna med att ta fram strategier för att ta itu med detta hot mot människors hälsa – och Université de Montréal ligger i framkant i kampen.

Ett av sätten som antibiotikaresistensgener sprids på sjukhus och i miljön är att generna kodas på plasmider som överförs mellan bakterier. En plasmid är ett DNA-fragment som finns i bakterier eller jästsvampar. Den bär gener som är användbara för bakterier, speciellt när dessa gener kodar för proteiner som kan göra bakterier resistenta mot antibiotika. Nu har ett team av forskare vid UdeM:s institution för biokemi och molekylär medicin kommit fram till ett nytt tillvägagångssätt för att blockera överföringen av resistensgener. Studien av Bastien Casu, Tarun Arya, Benoit Bessette och Christian Baron publicerades i början av november i Vetenskapliga rapporter .

Ett bibliotek av molekyler

Forskarna undersökte ett bibliotek av små kemiska molekyler för de som binder till TraE-proteinet, en väsentlig komponent i plasmidöverföringsmaskineriet. Analys genom röntgenkristallografi avslöjade det exakta bindningsstället för dessa molekyler på TraE. Att ha exakt information om bindningsstället gjorde det möjligt för forskarna att designa mer potenta bindningsmolekyler som, i slutet, minskad överföring av antibiotikaresistenta, genbärande plasmider.

Baron hoppas att strategin kan användas för att upptäcka fler hämmare av överföringen av resistenta gener.

"Du vill kunna hitta den "mjuka fläcken" på ett protein, och rikta in det och peta i det så att proteinet inte kan fungera, sade baron, medicinska fakultetens prodekan för forskning och utveckling. "Andra plasmider har liknande proteiner, vissa har olika proteiner, men jag tror att värdet av vår studie på TraE är att genom att känna till molekylstrukturen hos dessa proteiner kan vi ta fram metoder för att hämma deras funktion."

Arbetar med IRIC

Att bygga på deras uppmuntrande nya data, Baron och hans kollegor arbetar nu med läkemedelskemisterna vid UdeM:s IRIC (Institut de recherche en immunologie et cancérologie) för att utveckla de nya molekylerna till kraftfulla hämmare av genöverföring av antibiotikaresistens. Sådana molekyler skulle en dag kunna appliceras på kliniker på sjukhus som är resistenshärdar, hoppas Baron.

I sista hand, att minska överföringen av antibiotikaresistensplasmider kan hjälpa till att bevara styrkan hos antibiotika, bidra till en övergripande strategi för att förbättra människors hälsa, han lade till.

"Det fina med det vi jobbar med här är att proteinerna är väldigt lika proteiner som bakterier använder för att orsaka sjukdomar. Så från det vi lärde oss om TraE-proteinet och om att hitta dess "mjuka punkt, ' vi kan faktiskt tillämpa detta tillvägagångssätt på andra bakterier som orsakar sjukdomar. En av dem är Helicobacter pylori, som är en magpatogen som orsakar magsår och magcancer. Vi jobbar på just det nu, men det finns många andra."

Fyra års arbete

Det tog UdeM-teamet fyra år att komma fram till resultaten som publiceras nu - tillräckligt med tid för antibiotikaresistens att växa till ett allt mer oroande globalt problem.

UdeM barnläkare Joanne Liu, den internationella presidenten för Läkare utan gränser, har kallat det "en tsunami, " och Baron tror att hon inte överdriver. "Det är en mycket bra bild att använda, för vi vet alla att det kommer. Det är inte som ett stänk i ansiktet varje dag, men vi ser alla att tidvattnet stiger.

"De säger att år 2050, 50 miljoner människor kommer att dö av antibiotikaresistenta infektioner, sa den Torontofödde, Tyskfostrad forskare. "Dagen när vi inte kan behandla infektioner med antibiotika kommer. Ändå, människor borde ha hopp. Vetenskapen kommer att tillföra nya idéer och nya lösningar på detta problem. Det pågår nu en stor mobilisering i världen i denna fråga. Jag skulle inte säga att jag känner mig trygg, men det är tydligt att vi gör framsteg."