Anzeige
Traditional antibiotics aim to kill or stop the growth of pathogens, but antivirulence drugs prevent disease by neutralizing virulence factors, the specific proteins or toxins that a pathogen uses to establish an infection.
Scientists have long thought such a strategy could prevent pathogens from developing drug resistance, since antivirulence drugs don't kill the pathogens that are susceptible and leave a wide opening for the few resistant organisms that may be left. Thus, in theory, antivirulence drugs don't offer much benefit to the pathogens that get around the drug. However, these ideas have never been tested.
The study coming out this week provides evidence that antivirulence drugs have the potential to suppress resistance if they are applied in the right way. Brett Mellbye and Martin Schuster from Oregon State University carried out laboratory simulations to determine the effect antivirulence drug-resistant strains could have on therapy. They found that in pathogens that rely on cell-to-cell communication and cooperation, resistant strains will not overtake sensitive strains, allowing antivirulence therapies that target social interactions to work even when resistance arises.
"It's a very important demonstration of the principle that social effects can slow or even halt the spread of resistance to antivirulence drugs," says Sam Brown, of Edinburgh University, Invited Editor on the study. "Their results align with our understanding of social evolution."
Mellbye and Schuster created a microcosm that simulates an infection, says Brown, and they used bacteria that employ quorum sensing, a form of communication that enables the bacteria to time their attack for greatest effect. Quorum sensing is an important target for antivirulence drugs because many bacterial pathogens, including the lung pathogen Pseudomonas aeruginosa, employ quorum sensing to control the manufacture of their virulence factors.
To circumvent the problem of creating a strain that is resistant to an antivirulence drug, Brown says, the authors used surrogates. "It's kind of a role-playing exercise," to test their ideas, he says. "They used bacteria that behave as we expect drug-resistant bacteria might behave." "Sensitive" mimics are bacteria that lack the ability to communicate and cooperate. "Resistant" mimics are actually run-of-the-mill bacteria that retain the ability to "talk" amongst themselves.
The researchers pitted resistant mimics against sensitive mimics to test whether resistant strains can proliferate in an infection. The results showed that sensitive mimics cheat to get ahead: they exploit the resources that the resistant bacteria provide through quorum sensing. This delays the growth of all the bacteria, suggesting that resistance to an antivirulence drug that targets quorum sensing would not spread. The authors say this highlights the potential of antivirulence strategies that target cooperative behaviors and shared virulence factors.
Brown is optimistic but circumspect about the findings. "These results could very well stand, but in the the real world resistance could still emerge and we need to be cautious."
"I think these drugs are promising, even if we do anticipate resistance, because they can slow the rate of resistance evolution, much slower than the rate of resistance evolution to traditional antibiotics," says Brown.
mBio® is an open access online journal published by the American Society for Microbiology to make microbiology research broadly accessible. The focus of the journal is on rapid publication of cutting-edge research spanning the entire spectrum of microbiology and related fields. It can be found online at http://www.mbio.asm.org
Jim Sliwa | Quelle: EurekAlert!
Weitere Informationen: www.asmusa.org
www.mbio.asm.org
Weitere Berichte zu: antivirulence drug-resistant strains > cell-to-cell communication > resistant bacteria > run-of-the-mill bacteria > social interaction > specific protein
Primärversorgung: Erstanlaufstelle im Gesundheitssystem stärken
17.05.2013 | European Health Forum Gastein
Primary care: strengthening the health system's first port of call
17.05.2013 | European Health Forum Gastein
Supraleitungssensoren der PTB ermöglichen hochempfindliche Messungen der magnetischen Kernresonanz dünner Helium-3-Schichten - aktuelle Veröffentlichung in Science
Tieftemperatur-Spezialisten der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) haben mit ihren SQUIDs dazu beigetragen, dass die magnetischen Momente von Atomen des seltenen Isotopes 3He (Helium-3) extrem empfindlich gemessen werden konnten. Mithilfe dieser Sensoren wurden hochempfindliche Kernresonanzspektrometer entwickelt, die jetzt tiefe Einblicke in den Zustand der Materie bei extrem tiefen Temperaturen lieferten.
Konkret sperrte ...
Gut 99 Prozent des gesamten Eises an Land ist in den riesigen Eisschilden der Antarktis und Grönlands gespeichert, nur knapp ein Prozent dagegen in Gletschern.
Die Schmelzwasser dieser Gletscher trugen im Zeitraum 2003 bis 2009 etwa genauso viel zum Anstieg des Meeresspiegels bei, wie die beiden Eisschilde: rund einen Drittel. Dies ist eines der Resultate einer internationalen Studie mit Beteiligung von UZH-Geographen.
Wieviel alle Gletscher zum Anstieg des Meeresspiegels beitragen, wurde noch nie so genau ...
Siemens hat das weltweit erste kabellose Ultraschallgerät vorgestellt. Der Schallkopf ist mit einer Hand gut bedienbar und überträgt das Ultraschallbild per Radiofrequenz auf den Bildschirm.
Das Fehlen der Kabel ist vor allem bei Operationen oder interventionellen Eingriffen von Vorteil, wo beispielsweise Nadeln mit Hilfe von Ultraschall visualisiert werden. Die Kabel am Schallkopf behindern die Person, die das Gerät bedient, und sie können trotz steriler Schutzhüllen ein Infektionsrisiko darstellen.
Das kabellose Acuson Freestyle arbeitet bis zu ...
Siemens will mit einem großen Touch-Display Bahnbetreibern helfen, Störungen besser zu bewältigen.
Das Display mit rund 1,50 Metern Diagonale veranschaulicht alle Daten und Fakten, um Entscheidungen treffen zu können. Herzstück der Lösung ist eine Software, die mit Hilfe mathematischer Optimierungsalgorithmen bisher entkoppelte Systeme wie Wartung oder Zugdisposition vernetzt.
Bisher reagieren einzelne Abteilungen von Bahnbetreibern weitgehend unabhängig auf Störfälle, weil sie über das ...
Forschern des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Festkörperphysik IAF und des Karlsruher Instituts für Technologie KIT ist es gelungen, 40 Gbit/s bei 240 GHz und über eine Entfernung von einem Kilometer per Funk zu übertragen.
Mit ihrer jüngsten Demonstration haben sie einen neuen Weltrekord erzielt und knüpfen damit erstmals nahtlos an die Kapazität von Glasfaser an. Solche Richtfunkstrecken könnten zukünftig Lücken in der Versorgung mit Breitband-Internet schließen, indem die drahtlosen Links das Netz an schwer zugänglichen Stellen oder im ländlichen Raum ergänzen.
Digital, mobil und ...
Anzeige
Anzeige

DNA-Variante beeinflusst Diabetesrisiko und Behandlungserfolg
17.05.2013 | Biowissenschaften Chemie
Aus zwei wird drei: In Deutschland kommt eine dritte Ringelnatter vor
17.05.2013 | Biowissenschaften Chemie
New method proposed for detecting gravitational waves from ends of universe
17.05.2013 | Physik Astronomie
Internationale Informatikkonferenz ICCS 2013
17.05.2013 | Veranstaltungsnachrichten
Herausforderungen des demografischen Wandels
17.05.2013 | Veranstaltungsnachrichten
Die 16 besten Nachwuchschemikerinnen und -chemiker Deutschlands treffen sich in Kiel
17.05.2013 | Veranstaltungsnachrichten