目前，有害细菌已经演变出一系列机制来抵抗抗生素。其中之一就是药物射流泵—它由一种排列在细菌细胞膜上的蛋白形成，一旦确定抗菌药物通过细胞膜它就会迅速将其排出。
“这些药物射流泵非常具有研究价值，”布朗大学的化学副教授Jason Sello说。“细菌将抗菌药物泵出使其不能达到毒性临界浓度。”
Sello和布朗大学的研究小组提出了一种新的策略可以帮助药物“溜过”射流泵。该方法主要利用分子片段保护抗菌药物，当射流泵忙于排出分子片段时，抗菌药物就能够保持在细胞内。
“我们基本上是以此分子片段为诱饵，”Sello说。“这是一个相对简单的方法来解决医学上的一个重要问题。”
?Sello和他的同事将该方法和一些初步实验室结果以论文的形式发表在ACS传染病杂志上。本文是由研究生Corey Compton和Daniel Carney以及在读生Patrice Groomes共同完成的。
研究中，Sello和他的团队尝试了一类很有前途的新型抗菌药物acyldepsipeptides（ADEPs）。这些化合物已被证明能有效地杀死许多种细菌病原体，但通常对导致结核病的细菌效果不好。据报道，结核细菌对ADEP的耐药性是因为该细菌存在一个或多个药物射流泵。Sello和他的团队正在寻求一种通过干扰这些泵使ADEPs能够用于结核病治疗的方法。
“目前，针对ADEP射流泵作用过程有两种解释，”Sello说。“泵可以识别ADEP整个分子或它的一部分。我们认为，如果是后者，那么构成ADEP分子的的一小部分结构完全可以竞争性干扰ADEP射流泵。”
Sello和他的团队合成了ADEP分子的一些分子片段。然后将这些碎片连同完整的ADEPs放在含天蓝色链霉菌(Streptomyces coelicolor,S. Coelicolor)的试管中，天蓝色链霉菌是结核分枝杆菌的非病原体，在实验室里它是相对安全的。他们发现其中一个片段有效地提高了ADEP灭菌的功效，出乎意料的是可以达到四倍。
为了确保该片段加强ADEP疗效是竞争性干扰射流泵的结果，研究者利用S. coelicolor 菌株重复了该实验，在S. coelicolor中射流泵的基因编码过度表达。该菌株对ADEP具有很高的耐受性。然而，当试验中应用分子诱饵，ADEP对该菌株的易感性作用显著增加。这是一个相当明确的迹象表明“诱饵”确实干扰射流泵。
?基于结核分枝杆菌的后续实验同样表现出类似的结果。事实上，研究小组表明利用片段做诱饵的方法比ADEPs与利血平联合用药的效果好的多。
“更出乎意料的事情是你不需要太多的片段就可以达到提高ADEP疗效的目的，”Sello说。“这个结果表明射流泵对片段优先采取行动。”
Sello指出这些实验为抑制药物流出新方法的研究提供了“强烈的证据”。最终，研究人员希望可以设计出相关药物。
“这一策略也可以应用于癌症治疗，”Sello说。某些药物无法治愈癌症可能是因为癌细胞有射流泵。团队乐观地认为，这一策略可以得到广泛使用。
“射流泵是治疗一部分传染病的噩梦，”Sello说。“目前有许多种射流泵，它可以导出多种具有不同机构和作用机制的药物。如果一个致病性细菌获得一种射流泵基因编码，然后它会突然对多种抗菌药物产生耐药性。因此，我们需要考虑如何规避这些射流泵。”
这一最新研究表明这是一个有前途的战略。