Ученые создали сетевую модель для изучения коммуникации бактерий

По мере роста применения антибиотиков бактерии становятся к ним устойчивыми. Исследователи из Университета Карнеги — Меллон стремятся найти способ снизить эту резистентность.

Раду Маркулеску, профессор электротехники и вычислительной техники, Луиза Хиллер, профессор биологических наук, и их коллеги опубликовали работу, в которой исследуется, как бактерии общаются друг с другом и как прерывание этой коммуникации может снизить лекарственную устойчивость.

Исследователи построили динамическую сетевую модель, которая описывает коммуникацию и взаимодействие бактерий. Бактерии общаются с помощью чувства кворума — базового механизма, позволяющего им обмениваться информацией (в форме молекул) и координировать свои действия и атаки на организм-хозяина.

Эта модель позволяет исследователям количественно оценивать межклеточное взаимодействие и динамику биопленок, чтобы изучить, как ингибиторы чувства кворума могут нарушить эту коммуникацию. Анализируя сеть и её свойства, можно вывести характеристики биопленки, имеющие биологическое значение, что ведет к более глубокому пониманию вирулентности патогенов.

«Ключевой вклад нашей работы в том, что она привносит вычислительную перспективу в фундаментальную биологическую проблему и позволяет экспериментаторам проверять новые гипотезы. Наш "сетевой" подход объединяет компьютерных инженеров с экспериментаторами, прокладывая путь к персонализированной медицине», — сказал Маркулеску.

Статья под названием «In Silico Evaluation of the Impacts of Quorum Sensing Inhibition (QSI) on Strain Competition and Development of QSI Resistance» опубликована в журнале Scientific Reports.