Новый метод визуализации показывает, достигают ли антибиотики бактерий, скрывающихся в тканях

Исследователи из Института Фрэнсиса Крика и Университета Западной Австралии разработали новый метод визуализации, позволяющий увидеть, где антибиотики достигают бактерий внутри тканей. Метод может помочь в разработке более эффективных антибиотиков, снижая риск развития устойчивости.

При бактериальных инфекциях, таких как туберкулёз, бактерии проникают в клетки человека, что затрудняет лечение: антибиотики должны достичь и проникнуть во все заражённые клетки. Если бы учёные могли выбирать или разрабатывать более эффективные антибиотики на основе их распределения, это могло бы сократить сроки лечения и снизить риск развития резистентности.

В исследовании, опубликованном в PLoS Biology, учёные разработали новый метод визуализации (CLEIMiT), чтобы увидеть, где в инфицированных тканях и клетках антибиотик, применяемый для лечения туберкулёза, достигает бактерий. Работа над методом продолжается: его адаптируют для других типов антибиотиков и для одновременной визуализации нескольких препаратов.

Макс Гутьеррес, руководитель лаборатории взаимодействия хозяина и патогена при туберкулёзе в Институте Крика: «При туберкулёзе люди должны лечиться как минимум тремя разными антибиотиками в течение шести месяцев. Мы до конца не понимаем, почему требуется такое длительное лечение. Мы надеемся, что возможность чётче увидеть, куда попадают антибиотики, поможет нам лучше понять этот процесс и найти способы его улучшить».

Для разработки метода исследователи проанализировали лёгочную ткань мышей, инфицированных туберкулёзом и леченных антибиотиком бедаквилином. Они объединили несколько методов визуализации: конфокальную лазерную сканирующую микроскопию, 3-D флуоресцентную микроскопию, электронную микроскопию и наноразмерную масс-спектрометрию вторичных ионов.

С помощью этого метода они обнаружили, что бедаквилин не достиг всех инфицированных клеток в лёгочной ткани и не проник во все заражённые области внутри инфицированных клеток.

Также выяснилось, что этот антибиотик накапливается в макрофагах и полиморфноядерных клетках — двух типах иммунных клеток. Это стало неожиданностью, так как среда в этих клетках разная, и не предполагалось, что один антибиотик сможет проникнуть в оба типа.

Тони Фернс, старший научный сотрудник лаборатории: «Наш подход можно использовать для разработки новых антибиотиков или переоценки существующих, чтобы оценить, насколько эффективно они достигают своих целей. Чем больше мы узнаём о поведении лекарств в организме, например, где они накапливаются, тем лучше мы сможем лечить бактериальные заболевания, такие как туберкулёз».