Аномальный рост бактериальных клеток может быть связан с устойчивостью к антимикробным препаратам

Ученые из Университета Суррея выявили мутации в гене ydcI в модели Escherichia coli (E. coli), которые могут помочь объяснить форму устойчивости к противомикробным препаратам (AMR), известную как «персистенция».

Опубликовав результаты в авторитетном журнале PNAS, ученые обнаружили, что эти мутации в гене ydcI вызывают увеличение числа бактериальных клеток, известных как персистеры. Персистеры — это крошечная фракция клеток, присутствующих при всех бактериальных инфекциях. Известно, что они выживают после лечения антибиотиками и могут вызывать рецидивирующие инфекции. Их наличие в популяции означает, что лечение некоторых заболеваний, таких как туберкулез (TB), должно продолжаться до шести месяцев, что дорого и непрактично во многих странах. Несмотря на их биологическую важность, об этих персистерах известно очень мало.

Используя компьютерное отслеживание отдельных клеток на модели E. coli, исследователи обнаружили, что «потеря памяти» — когда бактерии с большей вероятностью «забывают», как нормально расти — может помочь объяснить формирование персистеров. Не имея памяти своих клеток-сестер, персистеры, как правило, меньше и медленнее растут, чем другие клетки в популяции.

Ученые обнаружили, что мутации в гене ydcI вызывают появление большего числа таких «забывчивых» клеток и, следовательно, больше персистеров. Также было показано, что эти персистеры являются «горячей точкой» для дальнейшего развития генетической AMR. Идентификация этих мутаций в гене ydcI и новаторское понимание природы клеток-персистеров могут привести к разработке новых терапевтических стратегий, нацеленных на эти клетки и предотвращающих развитие у них устойчивости к антибиотикам.

Ключевые выводы:

• Мутации в гене ydcI у E. coli приводят к увеличению числа клеток-персистеров.
• Персистеры — это медленно растущие, «забывчивые» клетки, выживающие после курса антибиотиков.
• Эти клетки ответственны за рецидивы инфекций и являются резервуаром для развития полной AMR.
• Новое понимание механизма их формирования открывает путь к созданию методов борьбы с ними.