Ученые впервые показали, как антибиотик пробивает защиту бактерий

Композитное изображение E. coli, подвергшейся воздействию антибиотика полимиксина — снимки показывают изменения внешнего защитного слоя с течением времени. Слева направо: бактерия до обработки антибиотиком; через 15 минут; через 30 минут; через 60 минут; через 90 минут. Белая шкала соответствует 250 нанометрам. Автор: Каролина Боррелли, Эдвард Дуглас и др. / Nature Microbiology.

Исследователи из Университетского колледжа Лондона и Имперского колледжа Лондона впервые показали, как антибиотики-полимиксины пробивают защиту вредоносных бактерий.

Полимиксины, открытые более 80 лет назад, используются как терапия последней линии против «грамотрицательных» бактерий, имеющих внешний защитный слой. Новое исследование с помощью высокоразрешающих изображений и биохимических экспериментов показало, как антибиотик Полимиксин B быстро вызывает появление выпуклостей на поверхности клетки E. coli.

Эти выступы, появившиеся в течение минут, сопровождались быстрым сбросом бактерией своей внешней «брони». Ученые пришли к выводу, что антибиотик заставлял клетку производить и сбрасывать свою защиту. Чем больше клетка пыталась создать новую броню, тем больше она теряла уже созданную, что в итоге оставляло бреши в защите, позволяя антибиотику проникнуть внутрь и убить бактерию.

Однако этот процесс происходил только в активных бактериях. В «спящих» (дремлющих) бактериях производство защитного слоя отключено, что делает антибиотик неэффективным.

«Мы смогли показать, что этот класс антибиотиков работает только с помощью самой бактерии, и если клетки переходят в состояние, похожее на спячку, препараты перестают работать — что очень удивительно», — заявил соавтор исследования доктор Эндрю Эдвардс из Имперского колледжа.

Ученые отмечают, что понимание этого механизма может привести к новым методам лечения бактериальных инфекций. Одна из стратегий — комбинировать терапию полимиксинами с препаратами, которые стимулируют производство защитного слоя и/или «будят» спящие бактерии, чтобы уничтожить и их.

ИА: Это исследование раскрывает важный нюанс в работе антибиотиков, который упускался из виду десятилетиями. Оказывается, эффективность препарата зависит от метаболической активности самой бактерии, что открывает новые пути для борьбы с устойчивостью к антибиотикам.