Устойчивые к антибиотикам бактерии используют ультратонкие эластичные волокна для прикрепления к поверхностям

Исследователи из Университета Турку обнаружили, что бактерия Acinetobacter baumannii, устойчивая к антибиотикам и являющаяся одной из самых опасных внутрибольничных инфекций, распространяется, прикрепляясь к поверхностям с помощью ультратонких эластичных волокон. Учёные также выяснили, как эти волокна формируются на поверхности бактерии, и предложили новые подходы для предотвращения инфекций. Результаты опубликованы в журнале Nature.

"Пан-резистентная к антибиотикам Acinetobacter baumannii — один из самых проблемных патогенов для медицинских учреждений в мире и в настоящее время возглавляет список приоритетных патогенов Всемирной организации здравоохранения для разработки новых антибиотиков", — говорит руководитель исследования Антон Завялов из Университета Турку.

Бактерия прикрепляется к поверхностям с помощью ультратонких эластичных волокон

Acinetobacter baumannii колонизирует медицинские устройства с помощью так называемых архаичных пилей типа "шаперон-усаж" (ACU). Это волосоподобные белковые волокна на поверхности многих патогенных бактерий.

С помощью крио-электронной микроскопии исследователи обнаружили, что эти пили имеют уникальную ультратонкую зигзагообразную архитектуру. Волокна прочно прикрепляют бактерию к различным поверхностям с помощью крошечных липких "пальчиков" на своих концах. Как только "пальцы" захватывают поверхность, волокно трудно оторвать, потому что оно может растягиваться, меняя свою конформацию с зигзагообразной на линейную.

"Если представить бактерию размером с человека, то волокна прикрепления этого гиганта всё равно будут в 100 раз тоньше человеческих рук. Способность растягиваться критически важна для таких тонких волокон, чтобы выдерживать высокие силы сдвига, которые испытывают бактерии в своей среде", — объясняет Антон Завялов.

Новый подход к борьбе с инфекциями

Результаты также показывают, что уникальная зигзагообразная структура волокон играет важную роль в их секреции на поверхность бактерии. Волокна секретируются изнутри бактерии через её внешнюю мембрану в вытянутой линейной конформации. На поверхности они меняют конформацию на зигзагообразную, что предотвращает их обратное проскальзывание внутрь бактерии.

"Теоретически мы можем разработать препараты, предотвращающие это конформационное изменение. Такие препараты заблокируют биогенез волокон, отменив прикрепление бактерии", — заключает докторант Анри Малми.

Это открытие может помочь в борьбе со многими бактериальными инфекциями, поскольку аналогичный механизм поверхностного прикрепления используют и другие важные патогены, включая Pseudomonas aeruginosa — второй по приоритетности патоген в списке ВОЗ.