Madame Lelica

Små Fiender og Venner

Bakterier er veldig viktig for oss. De bor på oss og inne i oss, og vi bruker dem til å få visse næringsstoffer fra mat, blant mange andre ting (Les mer i denne Unge Sinn artikkelen; Vi Er Aldri Alene: å Leve med den Menneskelige Microbiota ). Men noen bakterier, heter patogener, kan også føre til infeksjoner og noen patogener kan være svært farlig. Patogene bakterier er et av de viktigste fagene mikrobiologi , som er studiet av mikroorganismer: små former av livet som ikke kan sees med det blotte øye., Microbiologists har stått overfor de samme spørsmålene siden bakteriene ble oppdaget. Hvordan bakterier kan infisere mennesker, og aller viktigst, er det noe som kan gjøres for å stoppe dem?

En person bakterien kan bare bli sett på med et mikroskop. Men, de fleste bakterier vokser godt i et miljø med masse næringsstoffer, og buljonger svært rik på næringsstoffer (også kjent som flytende medium) kan brukes til å dyrke bakterier ., Hvis et prøverør med sterilt buljong og et lite antall bakterier i det inkuberes ved en bestemt temperatur, væsken vil bli skyet i løpet av noen timer, og det kan til og med endring i farge. Hvis en geleaktig substans er lagt til suppen, og blandingen varmes opp til å smelte jelly, dette stoffet kan deretter helles på plater (også kjent som Petri retter) for å kjøle seg ned, vil du få et næringsrikt jelly også kjent som solid medium. Bakterier kan være dyrket på overflaten av et fast medium. Hvis vi legger nok bakterier, vil de dekke hele overflaten av næringsrikt jelly., Hvis bakteriene blir fortynnet og spredd seg nok ut på plate, en individuell bakterien vil replikere så mye at det til slutt vil produsere en stor gruppe bakterier som er synlig med det blotte øye, som vi kaller en bakteriell koloni. Hvis den opprinnelige kilden av bakterier som finnes mer enn én type, kolonier av ulike typer bakterier kan være vokser på fast medium. Når vi berører bare ett av disse koloniene med en steril objekt og passere bakterier til en steril væske eller fast medium, kan vi produsere en ren kultur, som bare skal inneholde en type bakterier ., Rutinemessig, microbiologists arbeid med rene kulturer for å være i stand til å trekke klare konklusjoner fra sine eksperimenter med en enkelt type av bakterier. Imidlertid, hvis deres arbeid er ikke gjort i sterile forhold, rør og plater kan bli forurenset av andre bakterier eller til og med noen mikroskopiske sopp som lever i miljøet. Hvis det skjer, mest microbiologists forkaste at kultur og starte på nytt. Men Fleming var forskjellig fra de fleste microbiologists.

En Ulykke som Venter på å Skje…

Om morgenen mandag, 3. September 1928 ble Fleming kommer tilbake fra en familie ferie ., Før han dro på ferie, Fleming jobbet med et svært vanlige patogene: Staphylococcus aureus. Venstre Fleming noen glass Petri retter på sin lab-benk, med disse bakteriene som vokser på overflaten av solid medium. Vanligvis, disse platene ville bli sterilisert ved et laboratorium tekniker for å bruke dem i andre forsøk. Imidlertid, Fleming hadde alltid en siste titt på alle sine eksperimenter før du forkaster dem, selv om de ble oppbevart i flere uker på benken (Figur 1A). Han ville tilfeldig trekk prøver fra bunke med plater for å se om noe interessant som skjedde i løpet av de siste ukene., Fordi hans laboratorium var ganske primitive, Fleming ville ofte ha smitte på hans plater, som ofte ble forårsaket av gjærsopp og muggsopp fra miljøet. Men en plate så veldig annerledes, og når han la merke til at platen, han famously sa: «Det er morsomt….»Platen hadde vært inokulert med en tett kultur av bakterier, men det var også forurenset med en mikroskopisk sopp som skapte en stor koloni på siden av tallerkenen. Det som var uvanlig var at bakterier ikke var i stand til å vokse i området nær sopp koloni., Det var en perfekt synlige området rundt sopp som var helt fri for bakterier, i dag, kaller vi dette en sone av hemming (Figur 1B). Derfor, Fleming oppdaget at en sopp (Penicillium notatum) var å produsere noe som drepte Staphylococcus aureus, en farlig patogen. Fleming hadde nettopp oppdaget et antibiotikum, og ved første, han kalte dette «mugg juice» .

På den tiden, verken Fleming og hans kolleger mente at dette funnet kunne ha noen reell betydning, og den faktiske betydningen var bare vist mer enn et tiår senere. Imidlertid, Fleming hadde nettopp oppdaget biologisk krigføring som eksisterer mellom ulike mikroorganismer kjemper for plass i et miljø som er rikt på næringsstoffer . Fleming skapte ikke penicillin, han observerte at en koloni av en mikroskopisk sopp produsert penicillin som en måte å konkurrere med bakterier for næringsstoffer på en nesten-forkastet plate., Siden da, microbiologists har søkt i naturen for nye antibiotika, for å teste om noen andre mikroorganismer som kan produsere antibiotika, og denne tilnærmingen har vært svært vellykket. Når den nye antimikrobielle stoff er identifisert, er at stoffet er renset og kan være kjemisk modifisert for å gjøre det enklere å produsere nye antibiotika i store mengder, eller å lage nye versjoner av det opprinnelige stoffet. Vi er fortsatt på jakt etter nye antibiotika, og alle kan være en del av dette gjennom tiltak som «Vattpinneprøver og Send» .

Hvordan Gjør Penicillin Arbeid?,

Den måten at penicillin fungerer å hemme bakterievekst ble ikke forstått før 1980. Nå vet vi at penicillin hemmer aktiviteten av visse enzymer i bakterier som kalles penicillin-bindende proteiner (Pbp), som er avgjørende for de fleste bakterier til å lage en vegg som dekker deres celler. Uten at veggen, bakterielle celler er mye mer utsatt miljø, og de kan dø veldig lett når miljøet endrer seg. I nærvær av penicillin, bakterier kan ikke produsere denne cellen vegg for å beskytte seg, og de dør., Penicillin er en del av en familie av tilsvarende antibiotika som kalles β-lactamer, og mange bakterier blir resistente mot β-lactamer enten ved å produsere enzymer som bryter ned disse antibiotika eller ved å anskaffe modifiserte versjoner av Pbp som ikke binder seg til penicillin noe mer .

Motstanden er Økende…

Hva Fleming spådde også under sin tale imot Nobels Fredspris i 1945 var at bakterier kan bli resistente mot antibiotika. Dette er bare skjer på grunn av evolusjon, fordi bakterier kan tilpasse seg veldig raskt til å overvinne enhver hindring som begrenser deres vekst., De endringer som bidrar til bakterier til å tilpasse seg kan være drevet av tilfeldige mutasjoner i DNA deres, og den prosessen er veldig rask—du kan nesten se at dette skjer i sanntid! . I tillegg, mange av mikroorganismer produserer antibiotika har også gener som gjør dem resistente mot disse antibiotika. Bakterier er veldig flinke til å skaffe DNA fra andre organismer, for å få nye evner. Dette kalles horisontal gene transfer . Hvis patogene bakterier erverve gener å gjøre dem resistente mot en bestemt antibiotikum, det antibiotikum blir ubrukelig i klinikken., For å hindre antibiotikaresistens motstand, antibiotika bør bare brukes når det er nødvendig (for eksempel virus kan ikke bli drept av antibiotika, så de ikke skulle bli tatt for virale infeksjoner), riktig dose bør brukes (fordi for lite av en dose, kan bidra til å skape resistente stammer), og vi bør ta antibiotika for hele den tiden de er foreskrevet, er å sørge for å drepe alle bakteriene som forårsaker infeksjonen. Hvis vi ikke tar disse trinnene, kan vi være med å hjelpe spredning av antibiotika resistens, og dette er et stort problem., Faktisk, den farligste av bakterielle patogener som er resistente mot mange antibiotika . Stoffet industribedrifter er å miste interesse i å utvikle nye antibiotika, fordi disse legemidlene kan ikke være lønnsomt antibiotikum motstand vokser. Følgelig, den hastigheten som nye antibiotika som er oppdaget er ikke rask nok til å håndtere fremveksten av nye antibiotika-resistente bakterier. Vi kan snart gå tilbake til en pre-antibiotikum æra, der mennesker som er infisert med bakterier ikke kan behandles effektivt.,

Konklusjon

oppdagelsen av penicillin bare var mulig i et laboratorium hvor smitte var vanlig. Sjansen sikkert spilt en rolle i oppdagelsen av den første antibiotikum, men trening og laboratoriepraksis av Fleming var viktig for ham å identifisere en av de viktigste stoffene i menneskehetens historie. Dessverre, på grunn av antibiotika resistens, microbiologists er i et løp med bakterielle patogener å finne nye måter å behandle infeksjoner., I dag har vi en bedre forståelse av hvordan patogener samhandle med sine verter, hvordan antimikrobielle midler arbeid, og hva mekanismer for antibiotika resistens er. Men, selv 90 år etter oppdagelsen av penicillin, det er fortsatt mye mer arbeid er nødvendig for å bekjempe den aktuelle antibiotikum krise. Du kan være en del av dette ved å delta i Vattpinneprøver og Sende initiativ!

Ordliste

Patogen: En mikroorganismen som invaderer kroppen og forårsake en infeksjon.

petriskål: Et glass eller plast tallerken med lokk brukes til kultur levende celler.,

Bakteriell Koloni: Gruppe av bakterielle celler vokser på overflaten av et fast medium som er synlige for det blotte øye.

hemningssonen: Området rundt kilden til et antibiotikum som bakteriell koloniene ikke vokser.

interessekonflikt

forfatteren erklærer at forskningen ble gjennomført i fravær av kommersielle eller finansielle forhold som kan oppfattes som en potensiell interessekonflikt.

Madigan, T. M., Bender, K. S., Buckley, D. H., Sattley, W. M., og Stahl, D. A. 2018. Brock Biology of Mikroorganismer. 15. Edn., London: Pearson.

Brown, K. 2017. Penicillin Mann, Alexander Fleming og Antibiotikum Revolusjon. Cheltenham: Historien Trykk.

Vattpinneprøver og Sende Initiativ. Tilgjengelig online på: https://www.lstmed.ac.uk/public-engagement/swab-send