항생제 저항성 : 연구원들이 치명적인 위기를 종결시키기 위해 세포를 훈련시킨다.

약물 내성 슈퍼 박테리아는 수십 년 동안 인간의 건강을 위협했습니다. 새로운 항생제 부족으로 상황이 더욱 악화되고 있습니다. 그러나 우리가 그들을 치료하는 방법을 바꾼다면 우리는 항생제에 의존하지 않고 침입자를 죽이기 위해 세포를 훈련 시키면 어떨까요? 호스트 타겟 방어 (host-targeted defense) 라 불리는이 새로운 전략은 항생제 내성 문제를 해결하는 데 도움이 될 수 있습니다.

항생제 저항성은 세계적 건강에 대한 관심 증가입니다. 영국 정부가 의뢰 한 최근 보고서에 따르면 약 내성균에 의한 감염으로 전세계에서 약 70 만 명이 사망했습니다. 이 보고서는 또한 조치 없이는 사망자 수가 세계적으로 1 천만 명으로 늘어날 것이며 세계 경제에 80 조 달러가들 것이라고 경고했다.

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마약 내성은 미국에서도 심각한 문제입니다. 다제 내성 병원체로 인해 매년 2 만 3 천명이 사망하고 연간 약 5 백 5 십억 달러의 비용이 든다. 미국을 위협하는 주범은 메티 실린 저항성이다. 포도상 구균 (Staphylococcus aureus) (MRSA), 카바 페넴 저항성 장내 세균과 (CRE), 클로스 트리 디움 디피 실.

증가하는 위협에 대처하기 위해 개발중인 새로운 항균제가 부족한 것은 불안한 추세입니다. 모든 다른 사람이 실패 할 때 감염을 치료하기 위해 예약 된 약물에 내성이있는 병원균은 특별한 관심사입니다. 이것은 카바 페넴 내성 병원체의 경우입니다.

약물 내성 병원균의 출현과 함께 항균 약물의 감소는 대안적인 접근법을 필요로합니다.

Malay Haldar의 연구실과 다른 프로젝트에서 동료들과 저는 동물 숙주의 요인들이 감염에 어떻게 반응하는지 연구하고 있습니다. 접근 방식을 테스트하기 위해 우리는 마우스 모델의 감염을 사용하여이 작업을 수행하고 있습니다. 우리의 목표는 문제가되는 미생물을 죽일만큼 개인의 면역 반응을 높이기 위해 표적화 될 수있는 새로운 특성 또는 숙주를 찾는 것입니다. 우리가 조사하는 숙주 요인은 인체의 모든 세포에서 발견되는 유전자 인 Spi-C입니다.

호스트 요소 타겟팅

나의 대학원 공부 중 호스트 요소에 대한 관심이 생겼습니다. 박사 과정에서 일하는 동안. 연구 프로젝트에서 인간에게 내재 된 다양한 특성 인 숙주 인자가 박테리아 감염에 중요한 역할을한다는 것을 알게되었습니다. 이것은 숙주의 면역 체계가 어떻게 박테리아와 싸우는지를 조사하게되었습니다.

숙주의 병원균 방어에 대한 새로운 통찰력으로 인해 연구자들은 호스트 지향 치료 (host-directed therapy, HDT) 라 불리는 새로운 전략을 연구하게되었고, 최근의 아이디어는 약 10 년 동안 만 존재 해왔다.

HDT의 목표는 독점적으로 항균 약물에 의존하는 것이 아니라 병원균을 죽이기 위해 숙주의 면역 반응을 향상시키고 증폭시키는 것입니다. 항생제 치료뿐만 아니라 숙주 인자를 표적으로 함으로서 HDT는 이중 난청을 일으킨다.

인체는 염증 감염에 자연적으로 반응합니다. 면역 세포의 특정 개체군이 단백질 무기를 먹거나 방해하여 침입 한 박테리아를 공격하고 죽이는 과정입니다. 그러나 제어되지 않은 염증은 다기관 장애를 일으킬 수있는 단백질 생산을 유발하고 심지어 숙주를 죽일 수도 있습니다. 그러므로 염증을 조절하는 것은 병원균을 퇴치하고 인체를과 염증으로부터 보호하는 데 중요합니다.

HDT에는 병원균에 대한 숙주 반응을 높이고 과장된 면역 반응으로부터 숙주를 보호하는 일련의 치료법이 포함됩니다. HDT에는 골수 세포의 특정 집단이 과도한 면역 반응과 조직 손상을 예방하기 위해 숙주 몸으로 주입되는 세포 치료가 포함됩니다. 또 다른 HDT는 일반적으로 사용되는 비 감염성 약을 포함합니다. 예를 들어 스타틴 (statins)과 이부프로펜 (ibuprofen)은 감염에 대한 숙주 반응을 진정시킵니다. 재조합 DNA 기술로 생산 된 복잡한 분자 약물 인 Biologics는 작은 단백질을 중화시키고 조직 손상을 줄임으로써 이것을 수행합니다. 비타민 D3와 같은 영양 제품은 숙주의 면역 세포가 항생 물질을 방출하여 병원균의 살생을 강화시키는 것으로 나타났다.

HDT는 항균제와 함께 다양한 다 약제 내성 병원균을 치료하는데 큰 가능성을 보입니다. Mycobacterium tuberculosis, 결핵을 일으키는 병원균, 전 세계적으로 10 대 사망 원인 중 하나.

감염을위한 개인화 된 트리트먼트

지난 10 년 동안 연구자들은 숙주 인자 연구에서 많은 진전을 이루어 새로운 치료 전략을 이끌어 냈습니다.

그 중 하나는 개인화 된 의학으로 게놈 청사진은 질병에 대한 개인의 고유 한 감수성을 결정하고 적절한 치료법을 선택할 수 있습니다.

이 개념은 암과 같은 비 감염성 질병에 적용됩니다. 그러나 전염병에이 개념을 적용하는 것은 최근의 일입니다. 그럼에도 불구하고 개인화 된 의학은 우리가 어떤 사람들이 다른 사람들보다 감염되기 쉽다는 추측을하게합니다. 저의 동료들과 저는 이러한 차이가 숙주 인자 유전자의 DNA의 미묘한 차이로 인해 발생할 수 있다고 생각합니다. 다형성 (polymorphisms)이라고 불리는 이러한 차이를 감염에 대한 개인의 취약성 수준에 연결함으로써 우리의 연구가 세균 감염의 정밀 의학에 기여할 것으로 기대합니다.

소설 호스트 요소에 대한 우리의 탐구

Haldar 연구소의 동료들과 저는 세균 감염에서 Spi-C의 역할을 연구하고 있습니다. Spi-C는 신체의 철 저장을 조절하는 비장 세포의 특정 유형의 발달에 필수적입니다. 철분은 적혈구의 산소 운반에 필수적입니다.

그러나 감염 중에 박테리아도 철분을 필요로합니다. 그들은 성장을 위해 그것을 필요로하고, 그것을 얻기 위해 호스트와 경쟁합니다. 따라서 우리가 Spi-C 유전자의 활성을 바꿀 수 있다면, 우리는이 중요한 영양소를 박테리아로부터 박탈 할 수있어 숙주를 해치지 않으면 서 감염을 막을 수 있습니다.

최근 논문에서 우리는 숙주 세포에서의 철의 영향과 감염의 유무에 따른 숙주 인자와의 상호 작용을 요약했다.

마우스에서 방어 숙주 인 Spi-C의 역할을 테스트했습니다. 이 연구에서는 박테리아의 구성 요소 인 화학 물질을 마우스에 주입했습니다. 우리는 실제 박테리아 감염 동안 동물에서 일어나는 변화를 일으키기를 원했습니다.

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우리의 예비 결과는 숙주 인자가 화학 물질로 처리 된 생쥐의 여러 장기에서 활동적이라는 것을 보여주었습니다. 우리는 이러한 활성화가 숙주 방어에 중요한 역할을한다고 생각합니다. 실제로 Spi-C 활성을 잃으면 정상 Spi-C 활성을 가진 세포와 비교하여 병원균에 대한 숙주 방어를 촉진하는 작은 크기의 단백질이 방출되는 것으로 나타났습니다. 우리는이 작은 단백질의 변화가 감염에 대한 반응으로과 염증으로부터 숙주를 보호 할 수 있다고 생각합니다.

우리는 병원체 표적 치료에서 숙주 지시 치료로의 생각 전환은 약물 저항 위기를 끝내는 데 도움이 될 수있는 정밀 의학의 새로운 길을 열어 준다고 믿는다.

이 기사는 원래 Zahidul Alam의 The Conversation에 게시되었습니다. 원본 기사를 읽으십시오.