Прорыв в понимании действия антибиотиков на бактерии

Ученые из Ньюкаслского университета и британского исследовательского центра ISIS Neutron and Muon использовали метод нейтронной рефлектометрии на установке ISIS в Оксфордшире, чтобы изучить, как антибиотик последнего резерва Полимиксин B взаимодействует с внешней мембраной грамотрицательных бактерий.

Эти устойчивые бактерии вызывают опасные для жизни заболевания, такие как пневмония и менингит. Четыре из шести микроорганизмов, ответственных за большинство внутрибольничных инфекций, являются грамотрицательными.

Ключевые выводы исследования:

• Механизм действия: В отличие от большинства антибиотиков, которые проникают в бактерии через белковые поры, Полимиксин B убивает бактерии, напрямую разрушая структуру их внешней мембраны. Это альтернативная стратегия для преодоления устойчивости.
• Уязвимость бактерий: Бактерии нуждаются в гибкой внешней мембране для роста, что и создает слабость, которую эксплуатирует Полимиксин.
• Искусственная модель: Ученые впервые использовали созданную в 2013 году искусственную модель внешней мембраны, которая точно воспроизводит ее асимметричную структуру и непроницаемость.
• Температурная зависимость: Модель помогла объяснить температурную зависимость функции Полимиксина B и подтвердила гипотезу, что бактерии активно контролируют вязкость своей внешней мембраны в зависимости от температуры роста.

Цитаты исследователей:

• Профессор Джереми Лейки: «Использование таких разных типов молекул лекарств — это одна из стратегий, которую мы можем использовать для преодоления устойчивости к антибиотикам... Нацеливание на внешнюю мембрану предлагает альтернативные способы уничтожения патогенов».
• Доктор Люк Клифтон: «Нейтронная наука является ключом к этим исследованиям, поскольку нейтроны — это высокоадаптируемый, неразрушающий зонд молекулярной структуры».

Дальнейшие планы: Команда намерена изучить, как у бактерий развиваются механизмы устойчивости к Полимиксину. Это поможет в разработке молекул второго поколения на случай, если эффективность самого Полимиксина снизится.