Andrei Korostelev, PhD, Professor für RNA-Therapeutika, untersucht, wie Bakterien Resistenzen gegen Antibiotika entwickeln können, was zu einem Problem bei der Behandlung von Infektionen geworden ist.
„Antibiotikaresistenz könnte die nächste globale Gesundheitskrise verursachen“, sagte Dr. Korostelev. „Wir wissen, dass einige Bakterien bereits gegen jedes weit verbreitete Antibiotikum resistent geworden sind.“
Er stellte fest, dass eine kürzlich durchgeführte Umfrage unter medizinischem Fachpersonal ergab, dass fast 60 Prozent der Teilnehmer Patienten begegneten, deren Infektionen auf kein Antibiotikum ansprachen. Diese Forschung zeigt, dass das Arsenal an wirksamen Antibiotika erschöpft ist und wieder aufgefüllt werden muss, was eine Untersuchung erfordert, wie die Infektion wächst, wie Antibiotika helfen, Bakterien abzutöten und wie Bakterien resistent werden.
„Ein Antibiotikum ist wie ein Schraubenschlüssel, der in die Arbeit eines Fließbandes geworfen wird und einen Produktionsschritt blockiert“, sagte Korostelev. „Die meisten Antibiotika blockieren eine der zentralen Produktionslinien, auf die alle Bakterien angewiesen sind, um ihren genetischen Code zu reproduzieren und zu wachsen.“
Korostelevs Labor am RNA Therapeutics Institute der UMass Chan Medical School untersucht Ribosomen, die zellulären Maschinen, die Proteine herstellen. Die Ribosomen arbeiten ununterbrochen, um Proteine herzustellen, damit die Bakterien wachsen und sich teilen können. Sein Labor arbeitet daran, zu verstehen, wie die Ribosomen den in RNA gespeicherten genetischen Code lesen und wie sie Proteine aufbauen. Die Haupttechnologie für diese Studien ist Kryo-EM, die an der Medizinischen Fakultät verfügbar ist.
„Dank der Arbeit in vielen Labors kennen wir jetzt die atomare Struktur des Ribosoms. Wir wissen auch, wo die Antibiotika – die tausendmal kleiner als das Ribosom sind – diese große molekulare Maschine binden und blockieren“, sagte er.
Dieses Wissen wurde bereits genutzt, um neue und bessere Antibiotika herzustellen, die bei der Bekämpfung einiger antibiotikaresistenter Infektionen helfen können. Aber Korostelev sagte, es müsse noch mehr geforscht werden. Bakterien können die eingeklemmten Ribosomen erkennen und ihr Wachstum verlangsamen, was ihnen Zeit gibt, Antibiotikaresistenzen zu entwickeln.
„Wir müssen mehr über die Biologie von Bakterienzellen lernen, damit wir das Arsenal an wirksamen Antibiotika erweitern können, um besser auf zukünftige antibiotikaresistente Infektionen vorbereitet zu sein“, sagte er.
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