Новое состояние бактерий открывает возможности для борьбы с устойчивостью к антибиотикам
Исследование Еврейского университета в Иерусалиме (HU) под руководством профессора Натали К. Балабан и аспиранта Йоава Каплана выявило ранее неизвестное «нарушенное» состояние бактерий, в которое они переходят под действием стресса, например, от антибиотиков. Результаты опубликованы в Nature.
Суть открытия
- Под воздействием острого стресса (например, голодания или действия бактериостатических антибиотиков) бактерии входят в «нарушенное» состояние.
- В этом состоянии они функционируют иначе, чем нормальные бактерии, и не реагируют на существующие антибиотики, которые разработаны для воздействия на бактерии в обычном состоянии.
- После снятия стресса бактерии не погибают, а восстанавливаются с разной скоростью — от часа до суток, причем каждая генетически идентичная клетка ведет себя по-разному.
Ключевые детали исследования
- Модельный организм: использовался штамм E. coli.
- Метод: на клетки воздействовали химическим агентом SHX, вызывающим мгновенное голодание (аналог острого стресса от антибиотика).
- Память о стрессе: время восстановления клеток зависело от длительности воздействия SHX, что указывает на наличие у бактерий «памяти» о суммарной дозе стресса.
- Физическая модель: процесс восстановления неслучаен и аналогичен поведению некоторых материалов (например, пластиков) после снятия внешней нагрузки. Это позволило группе Балабан совместно с профессором HU Одедом Агамом создать прогностическую модель поведения популяции бактерий в нарушенном состоянии.
Важность и перспективы
- Новая мишень для терапии: открытие указывает на необходимость разработки нового класса препаратов, способных уничтожать бактерии именно в «нарушенном» состоянии.
- Отличие от устойчивости: это состояние («персистенция») принципиально отличается от генетической устойчивости (резистентности).
- Прогноз лечения: созданная модель позволяет предсказывать реакцию бактериальной популяции на курс антибиотикотерапии.
- Более широкий контекст: аналогичные принципы в будущем могут быть использованы для повышения эффективности борьбы с раковыми клетками.
Как отметила профессор Балабан, понимание нарушенного состояния «открывает новые пути для разработки более эффективных методов лечения».