Антибиотики порождают новые сообщества вредных бактерий

Исследователи из Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл и Университета Сан-Диего показали, что распространённое представление об антибиотиках как о простых «машинах для убийства» нуждается в пересмотре.

Работа под руководством Элизабет Шанк и Рэйчел Блайх показала, что бактерии могли эволюционировать для производства антибиотиков не только ради их бактерицидных свойств, но и для формирования биоплёнок.

«Мы давно думали, что бактерии производят антибиотики по тем же причинам, по которым мы их любим — потому что они убивают другие бактерии», — сказала Шанк, чья работа опубликована в раннем выпуске Proceedings of the National Academy of Sciences от 23 февраля. — «Однако мы также знали, что антибиотики иногда могут иметь неприятные побочные эффекты, например, стимулировать образование биоплёнок».

Теперь команда Шанк показала, что этот «побочный эффект» — стимуляция биоплёнок — таковым не является.

Биоплёнки: польза и вред

Биоплёнки — это сообщества бактерий, образующиеся на поверхностях (например, зубной налёт). Они могут быть полезными (защита корней растений) или вредными (образование на медицинских катетерах, вызывающее болезни).

Ранее считалось, что образование биоплёнок в ответ на антибиотики — это неспецифическая реакция на стресс. Новое исследование опровергает это.

Открытие специфического сигнала

Исследователи ранее обнаружили, что почвенная бактерия Bacillus cereus стимулирует Bacillus subtilis к образованию биоплёнки с помощью неизвестного сигнала. С помощью масс-спектрометрии они идентифицировали этот сигнальный соединение как тиоциллин — представитель класса антибиотиков тиазолилпептидов.

Ключевой эксперимент

Учёные модифицировали структуру тиоциллина таким образом, чтобы устранить его антибиотическую активность, но сохранить способность индуцировать образование биоплёнки.

«Это говорит о том, что антибиотики могут независимо и одновременно индуцировать потенциально опасное образование биоплёнок у других бактерий, и эти активности могут действовать через специфические сигнальные пути», — заявила Шанк.

Это открытие меняет понимание эволюции антибиотической активности и указывает на то, что некоторые терапевтические антибиотики могут специфически и сильно стимулировать образование биоплёнок, что имеет серьёзные последствия для здоровья человека.