细胞合作的微生物群落增加了药物的耐受性

时间：2022-03-23 00:00:00 来源：网络整理

弗朗西斯克里克研究所的研究揭示了增加微生物群落对药物耐受性的关键机制。这一发现可能有助于开发更有效的抗真菌治疗方法。

当细菌、病毒、真菌或寄生虫对治疗不再有反应或不那么敏感时，就会出现抗菌素耐药性和耐药性。这是医学界的一个重大问题，例如，侵入性真菌感染每年导致160万人死亡。

“在世界各地，每年死于入侵真菌物种的人比死于疟疾的人还要多。目前临床使用的抗真菌药物只有三类，在越来越多的病例中，这些抗真菌药物失效。了解增加或减少药物有效几率的机制对帮助开发新的治疗方法是至关重要的，”克里克代谢实验室分子生物学博士后培训研究员和第一作者Jason Yu解释道。

在他们今天(3月21日星期一)发表在《自然微生物学》杂志上的研究中，科学家分析了来自世界各地12,000个微生物群落的数据，这些数据是由地球微生物组项目提供的。

在这些不同的微生物群中，它们生活在一起，产生和吸收它们生存和生长所需的材料，研究人员发现有一种特别普遍。在他们研究的12538个群落中，99.95%的群落中都存在营养缺陷菌，它们不能创造必需的代谢产物，如氨基酸、维生素或脂肪酸。

克拉拉·科雷亚-梅洛(Clara correa - melo)是克里克代谢分子生物学实验室和剑桥大学生物化学系的第一作者和研究员，她说:“营养不良生物的广泛存在被认为是一个悖论，是我们理解微生物学的一个基本问题。这是因为它们必须从环境中吸收代谢物，所以它们被认为比其他能够自己产生这些化合物的细胞更弱。他们被视为掠夺者，是对公共资源的一种消耗。”

通过分析来自该项目的药物暴露数据，科学家们发现，与没有这些细胞的群落相比，营养不良的群落更有可能对数百种药物产生耐药性。此外，研究表明，它们不是掠夺者细胞，而是合作伙伴，作为交换，它们吸收了对它们来说必不可少的代谢物，并将其他代谢物归还给群落。

使用酵母模型的进一步实验表明，这种耐受性的增加是因为细胞在新陈代谢方面的合作，增加了代谢输出的水平，即代谢产物在细胞外的移动。作为一种副作用，这也会导致药物以更高的速度从细胞中移出。

Clara Correia-Melo补充道:“这项工作通过揭示营养不良对其群落的价值，解决了一个关于营养不良成功的悖论。它们增加了群落内的代谢相互作用，通过这样做，增加了对药物的耐受性。此外，代谢流的增加也导致共享环境的丰富，有更多可用的供应，可以用于生长和生存。”

Markus Ralser是克里克大学代谢分子生物学实验室的高级作者和组长，也是柏林一家顶尖大学医院生物化学研究所(Charité)的负责人，他补充道:“我们的观察超出了微生物生态学，他们打开了一个完整的研究领域，探索代谢和代谢环境对抗菌素耐药性的贡献。

“我们希望这将允许设计新一代的抗真菌药物，不仅针对细胞生长，也针对耐受，因此将比目前可用的治疗方法更有效。”

研究人员将继续这项工作，收集临床相关的真菌种类并分析它们对抗菌素的反应。

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