На протяжении всей истории борьбы человечества с возбудителями болезней, они меняются в ответ на внедрение новых антибиотиков и «придумывают» необычные стратегии выживания.
Например, один из способов «скрыться» от действия лекарств – это определённые изменения в геноме, делающие микробов неуязвимыми (кстати, тут у генетиков и микробиологов есть контрмеры http://antibiotest.ru/2019/09/27/britanskie-uchenye-otkryli-mexanizm-ustojchivosti/
Микроорганизмы научились также разрушать или выводить препарат, если он всё-таки проникает внутрь бактерии. Также патогенные организмы могут «замирать», переставая расти и делиться. Такое поведение надёжно скрывает болезнетворные микробы от зорких глаз иммунной системы.
Изучение всех этих уловок и эволюционных нововведений – очень важная составляющая работы микробиологов всего мира. Если учёные не будут «вскрывать» защитный арсенал бактерий, то, по оценкам специалистов, уже к 2050 году от пока ещё излечимых болезней могут погибнуть 10 миллионов человек. Таким образом, в этой области науки идут настоящие бои за человеческую жизнь.
Новое исследование учёных из Ньюкаслского университета сосредоточилось на ещё одном плохо изученном механизме, который делает бактерии устойчивыми даже к самым современным антибиотикам.
Чтобы лучше понять суть этого процесса, необходимо вспомнить, что практически все бактерии (а также грибы и растения) имеют клеточную стенку.
Эта плотная оболочка защищает их от внешних воздействий, предохраняет от разрывов и придаёт бактериям нужную форму (например, палочки или сферы). Кроме того, клеточная стенка участвует в эффективном делении микроорганизмов.
«Поскольку у клеток человека клеточная стенка отсутствует, наша иммунная система легко распознаёт бактерии как чужеродные. Именно клеточная стенка служит отличной мишенью для некоторых из наших лучших и наиболее часто используемых антибиотиков, таких как пенициллин», – рассказывает одна из авторов новой научной работы Катажина Мицкевич (Katarzyna Mickiewicz).
На всякий случай поясним, что клеточная стенка и клеточная мембрана, которая отделяет содержимое клетки, например, человека от внешнего мира, – это разные понятия.
В результате антибиотики, «нацеленные» на клеточную стенку, убивают бактерии, не причиняя вреда клеткам организма человека.
Тем не менее микробы иногда выживают и без своего внешнего защитного слоя (клеточная стенка располагается за пределами клеточной мембраны бактерий). Если окружающие условия достаточно благоприятны и защищают их от разрыва, микроорганизмы могут жить в так называемой L-форме. По сути, это бактерии полностью или частично лишённые своего внешнего покрова.
В 1935 году на развитие таких необычных форм обратила внимание Эмми Клинебергер-Нобель. Первую букву своего названия особенные микроорганизмы получили в честь Листеровского института, где исследовательница работала в то время.
И хотя учёные давно подозревали, что перерождение бактерий в L-форму является одним из ведущих механизмов, отвечающих за устойчивость к антибиотикам, доказать новый механизм устойчивости бактерий к антибиотикам не удавалось.
Дело в том, что у исследователей не было методов обнаружения этих «неуловимых» микроскопических вредителей в образцах, взятых из организма человека.
Однако это стало возможным благодаря так называемым флуоресцентным зондам, которые «распознают» бактериальную ДНК.
Специалисты Университета Ньюкасла работали с образцами мочи 30 пациентов с рецидивирующими инфекциями мочевыводящих путей. Пробы брались каждые две недели в течение шести месяцев. Так учёные смогли собрать целую базу данных из 360 образцов.
Они поместили материал в питательные среды с высоким содержанием сахара. Последний создаёт ту самую безопасную среду для «обнажённой» бактерии и, соответственно, помогает выделить живые L-формы, присутствующие в моче.
В результате британские микробиологи впервые убедительно показали, что многие виды бактерий, в том числе кишечная палочка и энтерококк, действительно переживают лечение антибиотиками.
И происходит это благодаря образованию L-форм, спокойно продолжающих жить в организме человека и вызывающих повторные пиелонефриты и циститы.
Более того, учёные выяснили, что после прекращения лечения антибиотиками эти неуловимые «затаившиеся» формы снова восстанавливали свою клеточную стенку.
Это исследование среди прочего показывает, как важно тестировать антибиотики в условиях, наиболее приближенных к человеческому организму.
К сожалению, при проведении теста на чувствительность (или устойчивость) бактерий к антибиотикам, зачастую используются материалы, не позволяющие выживать потенциально опасным, но хрупким L-формам.
Таким образом, такой анализ не выявит причину постоянно рецидивирующей болезни и не «отыщет» подходящий антибиотик.
По словам авторов исследования, необходимо провести новые работы, чтобы окончательно разобраться, насколько важен механизм превращения бактерий в «невидимые» формы по сравнению с другими механизмами устойчивости к антибиотикам.
Кто знает, вполне возможно, что смесь препаратов, одновременно разрушающих клеточную стенку возбудителей и нацеленных на L-формы, может стать ключом к преодолению устойчивости бактерий к лекарствам, добавляет Мицкевич.
Подробнее ознакомиться с исследованием британских микробиологов можно в издании Nature Communications.
Источник: https://nauka.vesti.ru
