真菌如何产生耐药性

研究人员说，随着对抗菌药物耐药性的上升，了解起作用的机制可以帮助医生治疗患者。

研究人员正在研究致病真菌如何对抗真菌药物产生抗药性，以帮助防止有害微生物对药物产生日益增长的抗药性的潜在破坏性后果。

“抗菌药物是我们过上健康生活的基础，”物理系助理教授，生物科学系兼职教授，最近一项研究的合著者Daniel Charlebois说。

当感染人体的微生物对药物形成永久性耐药性时，该药物在对抗其设计目标的感染方面变得无效或效果不佳。

Charlebois解释说，细胞以两种方式对抗菌药物产生耐药性：遗传或非遗传。遗传抗性是永久性的，并遗传给后代。在过去十年左右的时间里，研究人员已经开始深入研究非遗传抗性。这个难题中缺少的一块是当细胞在这两种抵抗状态之间转换时会发生什么 - 这就是Charlebois希望通过他的工作阐明的。

了解两种耐药性之间的转变对于找到防止细胞突变和进化以产生遗传抗性的方法非常重要。

“人们往往是这样或那样的抵抗形式的专家，直到现在我们才真正开始关注这种相互作用，”Charlebois说。

“试图了解这些非遗传机制如何影响进化对于耐药性来说非常有趣，这是一个进化过程。

Charlebois的研究表明，当遗传和非遗传抗性细胞都存在时，细胞群需要更长的时间才能完全产生遗传抗性，因为这两种类型的细胞正在争夺营养和空间等资源。

“这些具有抗基因性的突变体需要更长的时间才能传播并成为人口的95%以上，”Charlebois说。

一旦细胞突变为具有遗传抗性，它就会保持这种状态。然而，非遗传抗性细胞可以成为“易感细胞”，这意味着它会在药物存在下死亡或停止生长。去除耐药性后，可以治疗感染。

为了检查抗性细胞的不同亚群，Charlebois和物理学硕士生Joshua Guthrie创建了一个群体模型。“我们正在考虑种群动态，而以前它只被认为是一个[抗性细胞]群体，”Charlebois解释说。

Guthrie开发了代码并进行了模拟工作，以简化流程并缩小需要在实验室中进行的实验数量。研究的建模部分提供了关键信息，例如细胞中何时发生第一次突变。

“这可能会告知你什么时候应该在治疗期间添加或改变药物，”Charlebois说。

更多关于不同耐药机制之间相互作用的知识可以为医生提供有关使用哪种类型的药物以及哪种治疗计划最有效的关键信息。

例如，在治疗期间，交替使用药物来利用易感、非遗传耐药和耐药亚群的权衡，可能有助于使遗传耐药亚群更长时间地保持安全。这可以为序贯或联合治疗等治疗方案提供信息，Charlebois说。

“你正在处理一群相互作用的实体，不同类型的潜在耐药性，”Charlebois说。“在开发治疗方法时，通常不会考虑如何利用这一点。