Επιστήμονες του Μπέρμιγχαμ έχουν εντοπίσει τον βασικό γενετικό κώδικα για μια μέθοδο που ονομάζεται «θεραπεία πλασμιδίων» και έχει ως στόχο την «εκτόπιση» των γονιδίων που καθιστούν τα βακτήρια ανθεκτικά στα αντιβιοτικά.

Τα πλασμίδια, που είναι δίκλωνα, κυκλικά μόρια DNA που διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο στην ταχεία ανταλλαγή ωφέλιμων γονιδίων μεταξύ των βακτηρίων σε ένα μεταβαλλόμενο περιβάλλον, κάτι που προκαλεί ιδιαίτερη ανησυχία όταν μεταφέρουν γονίδια που προσδίδουν αντοχή στα αντιβιοτικά.

Ο καθηγητής Chris Thomas από τη Σχολή Βιοεπιστημών του Μπέρμιγχαμ έχει ερευνήσει την θεραπεία πλασμιδίων για πολλά χρόνια και έχει κατασκευάσει χρήσιμα πλασμίδια «πολλαπλών αντιγράφων» (πολλά αντίγραφα σε κάθε βακτήριο) για το σκοπό αυτό, με αποτέλεσμα μια πατενταρισμένη, αποτελεσματική μέθοδο για την απομάκρυνση ανεπιθύμητων πλασμιδίων που προκαλούν ανθεκτικότητα στα αντιβιοτικά.

Ωστόσο, κατά την ανάπτυξη αυτού του συστήματος σε ένα «προβιοτικό» σύστημα που θα μπορούσε να εξαπλωθεί στο έντερο με πλασμίδια «χαμηλού αντιγράφου», το εργαστήριο του Thomas διαπίστωσε ότι έπρεπε να κατασκευάσει το πλασμίδιο ώστε να έχει μεγαλύτερο αριθμό αντιγράφων πριν να επιτύχει αποτελεσματική απομάκρυνση, κάτι που ονόμασαν «ενδυνάμωση».

Η περαιτέρω εργασία του, που δημοσιεύθηκε στο Nucleic Acids Research, διερεύνησε γιατί ήταν απαραίτητη αυτή η ενδυνάμωση και ανακάλυψε ότι το πρόβλημα βρισκόταν εν μέρει στα πλασμίδια «F» που βρίσκονται συχνά στα βακτήρια E. coli και τα οποία το εργαστήριό του χρησιμοποιούσε ως μοντέλο-στόχο.

Ο καθηγητής Thomas δήλωσε: «Έχουμε εντοπίσει το τμήμα του πλασμιδίου που είναι απολύτως απαραίτητο για να λειτουργήσει στην αντικατάσταση πλασμιδίων και κατασκευάσαμε μια εντελώς νέα «κασέτα θεραπείας» που δεν χρειάζεται ενδυνάμωση».

Ενώ η τρέχουσα εργασία καλύπτει τη βασική επιστήμη και αποκαλύπτει τον γενετικό κώδικα που υποστηρίζει αυτόν τον πιο ισχυρό σχεδιασμό, η εργασία του καθηγητή Thomas έχει πλέον προχωρήσει στη διερεύνηση της εξάπλωσης των πλασμιδίων σε ζωικά μοντέλα του εντέρου. Η εργασία που περιγράφει τα αποτελέσματα αυτής της περαιτέρω εργασίας βρίσκεται σε προετοιμασία και, σύμφωνα με τον ίδιο, είναι πολύ ενθαρρυντική.

«Γνωρίζουμε ότι τα ζώα είναι δεξαμενές γονιδίων αντοχής στα αντιβιοτικά που μπορούν να μεταδοθούν στον άνθρωπο και τώρα κατανοούμε καλύτερα πώς να κατασκευάζουμε πλασμίδια θεραπείας που λειτουργούν σε πραγματικές συνθήκες».

Ο καθηγητής Thomas και οι συνεργάτες του στην έρευνα στο Πανεπιστήμιο Harper Adams, στη Σχολή Κτηνιατρικής του Πανεπιστημίου Surrey και στην Υπηρεσία Υγείας Ζώων και Φυτών αναζητούν τώρα εμπορικούς εταίρους που ενδιαφέρονται να αναπτύξουν προβιοτικά που μπορούν να καταναλωθούν για την καταπολέμηση της αντοχής στα αντιβιοτικά στα βακτήρια του εντέρου, τόσο σε ζώα όσο και σε ανθρώπους.

Σχετικά με τα πλασμίδια

Τα πλασμίδια συχνά κωδικοποιούν γονίδια που παρέχουν στον ξενιστή τους ένα πλεονέκτημα επιβίωσης υπό συγκεκριμένες περιβαλλοντικές συνθήκες. Ενώ τα χρωμοσώματα μεταφέρουν τις πληροφορίες τους κάθετα (όταν τα κύτταρα αναπαράγονται), τα πλασμίδια μεταφέρουν επίσης γονίδια οριζόντια, από βακτήρια σε βακτήρια, επιτρέποντας την ταχεία ενίσχυση των γονιδίων τους μέσω ενός βακτηριακού πληθυσμού.

Τα πλασμίδια που φέρουν γονίδια αντοχής στα αντιβιοτικά είναι αρκετά κοινά, ιδιαίτερα σε βακτήρια που αλληλεπιδρούν με τον άνθρωπο και τα ζώα, και τα πλασμίδια F, τα οποία βρίσκονται συχνά στο Escherichia coli (ένα κοινό βακτήριο στο ανθρώπινο έντερο), είναι ένα κύριο μέσο μεταφοράς γονιδίων αντοχής στα αντιβιοτικά μεταξύ βακτηρίων, συμπεριλαμβανομένων άλλων σχετικών ειδών.

Πηγή: University of Birmingham