Новые данные о том, как бактерии уклоняются от действия антибиотиков

Учёные добились важного прогресса в понимании того, как часть бактериальных клеток избегает гибели от многих антибиотиков.

Клетки становятся персистерами, входя в состояние, в котором они прекращают размножаться и способны переносить антибиотики. В отличие от антибиотикорезистентности, которая возникает из-за генетических мутаций и передаётся последующим поколениям, эта толерантная фаза носит лишь временный характер, но может способствовать последующему развитию устойчивости.

В новом исследовании, опубликованном в журнале Science, учёные из MRC Centre for Molecular Bacteriology and Infection при Имперском колледже Лондона впервые смогли визуализировать клетки-персистеры в инфицированных тканях и идентифицировать сигналы, ведущие к их образованию.

Практически все виды бактерий образуют субпопуляции персистеров, толерантных ко многим антибиотикам. Персистеры, вероятно, являются причиной многих рецидивирующих инфекций, но о механизмах их возникновения известно мало.

Команда разработала метод отслеживания отдельных клеток с использованием флуоресцентного белка, продуцируемого бактериями. Они показали, что Salmonella (возбудитель гастроэнтерита и брюшного тифа) образует большое количество неразмножающихся персистеров после поглощения иммунными клетками — макрофагами. Переходя в этот нереплицирующий режим, Salmonella выживает при лечении антибиотиками и сохраняется в организме хозяина, что объясняет её способность вызывать рецидивирующие инфекции.

Исследователи также определили факторы, вырабатываемые клетками человека, которые запускают превращение бактерий в персистеры.

Один из ведущих авторов, доктор Софи Элен, заявила: «Мы полагаемся на антибиотики в защите от распространённых бактериальных инфекций, таких как туберкулёз, цистит, тонзиллит и тиф, но некоторые клетки могут избежать лечения, становясь персистерами, что позволяет инфекции вернуться. Это большая проблема сама по себе, но также повышает вероятность возникновения и распространения антибиотикорезистентности. Теперь, когда мы знаем молекулярные пути и механизмы, ведущие к образованию персистеров во время инфекции, мы можем работать над скринингом новых препаратов, чтобы вывести их из этого состояния и сделать уязвимыми для антибиотиков».

Другой ведущий автор, профессор Дэвид Холден, директор MRC Centre for Molecular Bacteriology and Infection, отметил: «Одним из самых поразительных открытий в этой работе является то, что условия внутри иммунных клеток активируют два разных ответа у Salmonella, заставляя одни бактерии размножаться, а другие — переходить в нереплицирующее состояние персистера. Совместная активация этих двух ответов, вероятно, является важным механизмом выживания Salmonella во время инфекции».