놀랍게도 8,000 개의 새로운 항생제 조합이 효과적이라는 UCLA 생물 학자들의보고
놀랍게도 8,000 개의 새로운 항생제 조합이 효과적이라는 UCLA 생물 학자들의보고
4 개 또는 5 개의 기존 약물을 분류하면 항생제 내성 박테리아가 느려질 수 있습니다.
과학자들은 전통적으로 해로운 박테리아와 싸우기 위해 두 가지 이상의 약물을 조합하면 감소하는 수익을 낼 것이라고 믿었습니다. 지배적 인 이론은 세 가지 이상의 약물을 병용하는 것의 점진적인 이익이 너무 작아서 약물 간의 상호 작용이 서로의 이익을 상쇄시킬 수 없다는 것입니다.
UCLA의 생물 학자 팀은 현재 제안 된 견해보다 해로운 세균을 죽이는 데 더 효과적인 항생제의 수천 가지 조합을 발견했습니다. 오늘날 npj Systems Biology and Applications 저널에 발표 된 그들의 연구 결과는 병원균과 일반 감염이 점점 항생제에 내성을 갖게되면 공중 보건을 보호하기위한 중요한 단계가 될 수 있습니다.
연구의 수석 저자 중 한 명인 파멜라 예치 (Pamela Yeh)와 UCLA의 생태학 및 진화 생물학 조교수는 "한 가지 약물, 아마도 두 가지 약물을 사용하는 전통이있다. "우리는 매우 유망 해 보이는 대안을 제시하고 있으며, 우리는 의료 도구 상자에서 단 하나의 약물 또는 2 가지 약물의 조합으로 제한해서는 안되며, 이러한 조합 중 몇 가지가 기존의 항생제보다 훨씬 잘 작동 할 것으로 기대합니다. "
연구자들은 8 가지 항생제에 대한 연구를 통해 다양한 용량을 가진 많은 약물을 포함한 4 가지 및 5 가지 약물의 조합이 총 18,278 가지의 조합 이 대장균 에 대해 어떻게 작용했는지 분석했다 . 그들은 일부 조합이 박테리아를 죽이는 데 매우 효과적 일 것이라고 예상했지만 얼마나 많은 강력한 조합을 발견했는지 깜짝 놀랐습니다.
그들이 테스트 한 모든 조합에 대해 연구진은 대장균 의 성장을 막는 데 얼마나 효과적이라고 생각하는지 예측했다 . 4 가지 약물 조합 중 1,676 건이 예상보다 잘 수행되었습니다. 5 가지 약제 조합 중 6,443 건이 예상보다 효과적이었다.
이 연구의 수석 저자이자 UCLA의 생태학 및 진화 생물학 교수이자 생물 수학 교수 인 밴 새비지 (Van Savage)는 "마약 수가 증가함에 따라 얼마나 많은 효과적인 조합이 존재 하는가에 달려있다. "사람들은 약물 조합이 어떻게 상호 작용 하는지를 생각할지도 모르지만 실제로는 그렇지 않습니다."
반면 연구 기간 동안 UCLA의 박사후 학자 인 연구의 수석 저자 인 Elif Tekin은 2,331 개의 4 가지 약물 조합과 5,199 개의 5 가지 약물 조합이 연구가들이 기대했던 것보다 덜 효과적이라고 말했다.
4 가지 및 5 가지 약물 조합 중 일부는 개별 약제가 대장균 을 타겟팅하기위한 다른 메커니즘을 가지고 있기 때문에 적어도 부분적으로는 효과적이었습니다 . UCLA 연구자들이 테스트 한 여덟 가지 연구는 여섯 가지 독특한 방식으로 진행됩니다.
"일부 약물은 세포벽을 공격하고 다른 약물은 내부의 DNA를 공격합니다."라고 야만인이 말했다. "성이나 요새를 공격하는 것과 같습니다. 다양한 공격 방법을 결합하면 단일 접근 방식보다 효과적 일 수 있습니다."
Yeh : "야구 나 농구 팀에서 종종 볼 수 있듯이 전체가 부품의 합보다 훨씬 더 많거나 적을 수 있습니다." (예를 들어, 그녀는 2004 년 NBA 챔피언십에서 디트로이트 피스톤즈 (슈퍼 스타가없는 응집력있는 팀)에서 결정적인 업적을 이뤘다. 로스 앤젤레스 레이커스 팀, Famers of Kobe Bryant, Shaquille O'Neal, Karl 말론과 게리 페이튼.)
Yeh는 비록 그 결과가 매우 유망 하겠지만, 약품 조합은 단지 실험실 환경에서만 검사를 받았으며 사람들을위한 가능한 치료법으로 평가받는 데는 적어도 수년이 소요될 가능성이 있다고 덧붙였다.
"항생제 저항성의 유령이 항생제 시대 이전에 건강 관리를 되돌릴 것이라고 위협하면서, 독창적 인 효능을 잃어 버리는 기존 항생제의 조합을보다 현명하게 사용할 수있는 능력은 환영합니다"라고 임상 혁신 부문의 마이클 쿠릴 라 (Michael Kurilla) 국립 보건 연구소 (National Institutes of Health) / 전진 과학 전진 센터 (National Center of Translational Science). "이 연구는 오늘날 우리가 다루지 못한 박테리아 감염에 대한 유망한 항생제 조합에 대한 인간의 테스트를 가속화 할 것입니다."
연구자들은 내년에 다른 과학자들이 이용할 수 있도록 계획 한 오픈 액세스 소프트웨어를 제작하고 있습니다. 이 소프트웨어는 다른 연구자들이 UCLA 생물 학자들이 연구 한 다양한 항생제 조합을 분석하고 자체 약물 테스트에서 데이터를 입력 할 수있게합니다.
MAGIC 프레임 워크 사용
소프트웨어의 한 구성 요소는 UCLA 과학자들이 연구의 일부로 개발 한 여러 요소가 상호 작용하는 방식을 분석하는 수학 공식입니다. 그들은 프레임 워크를 "구성 요소의 일반적인 상호 작용을위한 수학적 분석"또는 MAGIC이라고 부릅니다.
"우리는 MAGIC이 복잡한 시스템의 작동 방식을 더 잘 이해하기 위해 암을 비롯한 3 개 이상의 상호 작용하는 구성 요소가있는 많은 다른 영역에 적용될 수있는 일반적인 도구라고 생각합니다."라고 Tekin은 말했습니다.
야만인은 기온, 비, 빛 및 기타 요소가 아마존 열대 우림에 미치는 영향에 대한 지속적인 연구에서이 기본 틀의 개념을 사용할 계획이라고 밝혔다.
산타페 연구소의 인간 사회 역학 교수 인 예하 (Yeh)와 Mirta Galesic (Mirta Galesic)은 사람들의 아이디어 형성이 부모, 친구, 학교, 미디어 및 기타 기관의 영향을받는 방법에 대한 연구에서 MAGIC을 사용하고 있습니다. 이러한 요인들이 상호 작용합니다.
"이것은 상호 작용하는 구성 요소에 대한 우리의 관심과 완벽하게 부합됩니다."라고 Yeh 씨는 말했다.
새로운 연구의 다른 공동 저자는 프로젝트에 종사하는 동안 연구 기술자 인 UCLA 졸업생 인 Cynthia White입니다. UCLA 박사 과정 학생 인 티나 강 (Tina Kang); 남 캘리포니아 대학 (University of Southern California)의 학생 인 니나 싱 (Nina Singh); Mauricio Cruz-Loya, UCLA 박사 과정 학생; 로버트 Damoiseaux, 분자 및 의료 약리학의 교수, 그리고 UCLA의 분자 스크리닝 공유 리소스, Tekin, 화이트와 강 연구의 대부분을 실시 고급 로봇 기술과 시설의 이사.
연구팀은 2016 년에 3 가지 항생제의 조합이 항생제에 대한 세균의 저항성을 극복 할 수 있다고 발표했다. 생물 학자들은 대장균 박테리아 의 성장을 예상외로 성공적으로 감소시킨 두 가지 약물 조합을 2017 년에보고했다 .
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이 연구는 James S. McDonnell Foundation 복합 시스템 학자상, National Science Foundation, Hellman Foundation, 전임 과학 전공을위한 National Institutes of Health / National Center 및 UCLA Faculty Career Development Award를 통해 지원되었습니다.