En dödlig, antibiotikaresistenta bakterier kan steriliseras genom att kapa dess hem-insamlingssystem, som är avgörande för dess överlevnad. Den nya strategin, utvecklat av Nagoya University forskare och kollegor i Japan, publicerades i tidskriften ACS kemisk biologi .

Pseudomonas aeruginosa är en farlig bakterie som orsakar infektioner på sjukhus och hos personer med nedsatt immunförsvar. Det kan orsaka blodinfektioner och lunginflammation, medan allvarliga infektioner kan vara dödliga. Mycket resistent mot antibiotikabehandling, P. aeruginosa är en av de mest kritiska patogenerna som akut kräver alternativa behandlingsstrategier, enligt Världshälsoorganisationen.

Denna bakterie är en av många som har utvecklat ett system som gör att de kan få svårtillgängligt järn från människokroppen. Järn är viktigt för bakterietillväxt och överlevnad, men hos människor, det mesta hålls uppe i hemoglobinkomplexet. För att få tag på det, P. aeruginosa och andra bakterier utsöndrar ett protein, kallas HasA, som hakar på hem i blodet. Detta komplex känns igen av en membranreceptor på bakterien som heter HasR, tillåter heminträde i bakteriecellen, medan HasA återvinns för att plocka upp mer hem.

Den biooorganiska kemisten Osami Shoji från Nagoya University och medarbetare har hittat ett sätt att kapa detta "heminsamlingssystem" för läkemedelstillförsel. De utvecklade ett pulver bildat av HasA och pigmentet galliumftalocyanin (GaPc), som, när den tillämpas på en kultur av P. aeruginosa , konsumerades av bakterierna.

"När pigmentet utsätts för nära-infrarött ljus, skadliga reaktiva syrearter genereras inuti bakteriecellerna, " förklarar Shoji. När den testades, över 99,99 procent av bakterierna dödades efter behandling med en mikromolar HasA med GaPc och tio minuters bestrålning.

Strategin fungerade också på andra bakterier med HasR-receptorn på deras membran, men inte på de utan.

Heminsamlingssystemet är så viktigt för dessa bakteriers överlevnad att det inte förväntas förändras, vilket gör det osannolikt att bakterierna kommer att utveckla resistens mot denna läkemedelsstrategi, tror forskarna.

"Våra fynd stöder användningen av artificiella hemproteiner som en trojansk häst för att selektivt leverera antimikrobiella medel till målbakterier, möjliggör deras specifika och effektiva sterilisering, oavsett antibiotikaresistens, " rapporterar teamet i sin studie.

Forskarna siktar sedan på att testa sin strategi för att behandla infektioner, och arbetar med att ändra sitt tillvägagångssätt för sterilisering av andra patogener som har ett liknande hemförvärvssystem.

Artikeln, "Kapning av Heme Acquisition System av Pseudomonas aeruginosa för leverans av ftalocyanin som ett antimikrobiellt medel, "har publicerats i ACS kemisk biologi .