Уязвимость в механизме устойчивости бактерий к антибиотикам

Ученые из B CUBE (Дрезденский технический университет) и Института Пастера в Париже обнаружили слабое место в бактериальной системе, отвечающей за адаптацию к антибиотикам. Результаты, опубликованные в Science Advances, могут помочь повысить эффективность существующих препаратов.

Бактерии, устойчивые к антибиотикам ("супербактерии"), представляют серьезную угрозу, особенно для пациентов с хроническими заболеваниями. Исследователи решили не создавать новые антибиотики, а понять, как именно бактерии адаптируются.

Генетический "инструментарий"

Работа сосредоточена на системе интегронов — генетическом "инструментарии", который позволяет бактериям обмениваться генами, в том числе генами устойчивости к антибиотикам. Система работает по принципу "вырезать и вставить", управляемому специальными белками — рекомбиназами.

Ключевую роль играют специальные шпильки ДНК (U-образные структуры), к которым прикрепляются рекомбиназы. Эффективность этого процесса зависит от силы связывания белка с ДНК.

Измерение силы связи

Группа профессора Шлирфа использовала передовую технику оптических пинцетов, чтобы измерить микроскопические силы, необходимые для разрыва различных комплексов белок-ДНК.

Была обнаружена четкая корреляция: чем сильнее связан комплекс, тем эффективнее работает механизм "вырезания и вставки" нового гена устойчивости. Слабые комплексы постоянно распадаются и собираются заново, что замедляет процесс адаптации бактерий.

Использование уязвимости

Ученые считают, что эту уязвимость к механической силе можно использовать для разработки вспомогательных методов лечения. Они могут быть направлены на создание или поддержание нестабильных комплексов ДНК-белок, что замедлит выработку устойчивости и даст антибиотикам дополнительное преимущество.