Бактерии, защищающиеся «молекулярным арбалетом», становятся уязвимы для антибиотиков

В тесных микробных сообществах, где царит жесткая конкуренция за ресурсы, бактерии используют разнообразное оружие. Один из таких инструментов — система секреции шестого типа (T6SS), своеобразный молекулярный арбалет, который позволяет бактериям впрыскивать в противников коктейль из токсичных белков. К таким организмам относится Pseudomonas aeruginosa — широко распространённая в природе бактерия, печально известная как трудноизлечимый внутрибольничный патоген.

P. aeruginosa обладает множественными механизмами устойчивости к атакам T6SS. Автор: Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-65777-x

Команда профессора Марека Баслера из Биоцентра Базельского университета выяснила, как синегнойная палочка может дать отпор, даже будучи атакованной смертоносным коктейлем. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.

Атака T6SS запускает программу защиты

Токсичные белки, которые доставляет T6SS, могут повреждать клеточную мембрану или разрушать генетический материал. «Мы обнаружили, что Pseudomonas может противостоять определённым токсинам, доставляемым системой T6SS», — поясняет первый автор исследования Алехандро Техада-Арранс.

После атаки бактерия не только избегает последствий токсина, но и активно контратакует. При нападении со стороны другого вида синегнойная палочка активирует общую программу защиты, которая быстро запускает целый ряд защитных мер.

«Это приводит к скоординированному ответу, направленному на восстановление повреждений или, потенциально, на захват токсичных белков, — говорит Техада-Арранс. — Например, бактерии используют определённый мембранный белок, который стабилизирует повреждённую внешнюю мембрану».

Этот широкий спектр мер защищает Pseudomonas от различных типов токсичных белков, вводимых несколькими агрессорами. Её способность утвердиться в бактериальных сообществах, возможно, также играет роль в проблемных инфекциях.

Неожиданный компромисс с устойчивостью к антибиотикам

Однако способность противостоять бактериальным атакам T6SS имеет свою цену. «Сначала мы думали, что бактерии, которые так эффективно защищаются, будут и более устойчивы к антибиотикам, — объясняет Марек Баслер. — К удивлению, всё оказалось наоборот. Фактически, защита от атак T6SS делает Pseudomonas более чувствительной к антибиотикам. Похоже, бактерии сталкиваются с компромиссами; они не могут быть устойчивы ко всему сразу».

В микробных сообществах бактерии, вероятно, используют разные стратегии: одни лучше защищены от атак T6SS, а другие более устойчивы к антибиотикам. Это гарантирует, что в зависимости от среды выживут хотя бы некоторые бактерии.

«Наше исследование показало, что Pseudomonas демонстрирует широкий спектр защитных механизмов, — говорит Баслер. — Пока неясно, играют ли эти стратегии роль и в инфекциях у человека. Помогают ли они синегнойной палочке выживать в смешанных бактериальных сообществах? И что это значит для лечения антибиотиками? На эти вопросы ещё предстоит ответить».

Больше информации: Alejandro Tejada-Arranz et al, Mechanisms of Pseudomonas aeruginosa resistance to type VI secretion system attacks, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-65777-x

Источник: University of Basel