Development of multidrug resistance to beta-lactam antibiotics


Project leader


Funding source

Swedish Research Council - Vetenskapsrådet (VR)


Project Details

Start date: 01/01/2014
End date: 31/12/2017
Funding: 751000 SEK


Description

Resistens mot läkemedel är ett stort och växande problem inom den globala sjukvården. Resistens som uppkommer vid behandling av patienter kan göra läkemedel verkningslösa. Vissa sjukdomar kan redan initialt vara svårbehandlade på grund av en ursprunglig läkemedelsresistens, medan behandling av andra ger upphov till resistens genom en kombination av mutationsframkallande processer och urval av mutanter av celler eller molekyler som bär resistensegenskaperna. I detta forskningsprojekt studeras resistens som orsakas av att läkemedel bryts ned av enzymer. Detta är fallet vid behandling av infektionssjukdomar med antibiotika. Vi studerar ett enzym som ursprungligen saknar förmågan att bryta ned aktuella läkemedel, men som genom strukturella förändringar förvärvat denna egenskap. Vi kommer nu att undersöka hur genen för det inaktiva proteinet kan muteras och ge upphov till resistens hos bakterier. Ett rekombinantenzym från människa med viss strukturell likhet till bakteriella ß-laktamaser som bryter ned penicillin och liknande läkemedelsmolekyler muteras med biokemisk metodik så att nya enzymer med förändrade egenskaper bildas. Enzymvarianterna testas i salmonellabakterier som odlas i närvaro av olika ß-laktamantibiotika. Bakterier som växer i närvaro av höga koncentrationer av antibiotika isoleras och sambandet med ökad enzymaktivitet valideras. Liknande försök har tidigare utförts av andra forskare. Det nya konceptet är att parallellt utsätta enzymvarianterna i bakterier för ett tiotal olika kliniskt relevanta antibiotika. Arbetshypotesen är att det bildas en eller flera typer av nya muterade enzymer, som ger bakterierna överlevnadsvärde i närvaro av alternativa antibiotika. De identifierade enzymerna kommer att renframställas för strukturell och funktionell karakterisering på molekylär nivå. Vi kan på så vis finna betingelser för uppkomst av korsresistens mot olika läkemedel orsakad av mutationer i ett enzym. Resultaten från vårt modellsystem kommer att ge kunskap om grundläggande principer för uppkomst av enzymbaserad resistens mot alternativa läkemedel. Resistens kan uppstå samtidigt mot vissa antibiotika men inte mot alla. Denna information är värdefull för design av nya läkemedel som inte ger upphov till korsresistens. Resultaten kan vidare generaliseras för utveckling av individbaserad behandling, baserad på val av läkemedel efter analys av målenzymet i den aktuella patienten.

Last updated on 2017-22-03 at 07:07