Бактерии используют летальные цитотоксины для уклонения от лечения антибиотиками

Инфекционные заболевания, такие как туберкулёз, энцефалит и менингит, остаются серьёзной проблемой. По оценкам ВОЗ, в мире ежегодно регистрируется более 8 миллионов новых случаев туберкулёза, из которых более 300 000 вызваны мультирезистентными штаммами, особенно быстро распространяющимися в регионах вроде Восточной Европы.

Толерантность бактерий связана не только с резистентностью, но и с образованием персистирующих клеток, переходящих в «спящее» состояние, в котором они не чувствительны к антибиотикам. На молекулярном уровне этот процесс контролируется рядом сложных цитотоксинов, которые бактерии производят для выживания. У Mycobacterium tuberculosis — возбудителя туберкулёза — таких токсинов не менее 88.

В новой статье в журнале Nature Communications международная группа исследователей раскрыла механизм действия одного из этих токсинов — VapC20. Оказалось, что при активации токсин разрушает собственную «фабрику» по производству белков бактерии (рибосому) путём разрезания. Это временно лишает бактерии возможности синтезировать белки и позволяет им избежать действия антибиотиков, которые также часто атакуют рибосому.

После завершения курса антибиотиков патогенные бактерии «просыпаются» и готовы синтезировать новые рибосомы. Удивительно, но место в рибосоме, которое разрезает VapC20, совпадает с мишенью сильных цитотоксинов α-сарцина и рицина, содержащихся в растениях (например, клещевине) и вдвое более ядовитых, чем яд кобры.

Дальнейший анализ точки разреза в рибосоме показывает, что этот механизм, вероятно, является общим для многих токсинов. Новые знания могут быть использованы в будущем для разработки методов лечения, направленных на подавление способности патогенных бактерий использовать такие цитотоксины.