Нацеливание на «принятие решений» бактериями может помочь перехитрить устойчивость к антибиотикам

Устойчивость к антибиотикам — это растущий глобальный кризис в области здравоохранения. Исследователи из Университета Карнеги-Меллон обнаружили уязвимость в бактериях, которая может открыть путь для создания совершенно нового класса методов лечения.

Цель — не убивать бактерии (тактика, которая часто оставляет выживших резистентных особей), а воздействовать на ключевой механизм, контролирующий поведение бактерий. Работа опубликована в Nature Communications.

Изменение поведения вместо уничтожения

Традиционные антибиотики убивают бактерии, но выжившая субпопуляция клеток репопулирует и становится полностью резистентной. Новый подход стремится изменить действия, которые делают бактерии инфекционными, например, способность создавать биоплёнки, распространяться или прикрепляться к клеткам.

Исследователи во главе с Дрю Бриджесом и аспиранткой Эмми Нгуен нашли способ изменить поведение у Vibrio cholerae — бактерии, вызывающей холеру. Они идентифицировали путь, который регулирует образование биоплёнок — липких сообществ, где бактерии могут выживать и процветать.

Универсальный механизм

Этот путь контролирует не только биоплёнки, но и широкий спектр бактериальных реакций, включая метаболизм, движение и защиту от стресса. Активация этого пути, вероятно, помогает бактериям в агрессивной среде отдавать приоритет защите, а не размножению.

Биоинформатический анализ, проведённый M. R. Pratyush, показал, что белок, который V. cholerae использует для контроля роста биоплёнки, а также весь белковый модуль, к которому он принадлежит, обнаружены и у многих других видов бактерий. Это означает, что принцип работы может быть схожим у разных видов.

Экспериментальное подтверждение

В сотрудничестве с учёными из Университета Питтсбурга и Школы медицины Университета Тафтса исследователи изучили, как взаимодействие белков в этом пути влияет на «решения» бактерий об образе жизни.

При заражении мышей сравнили нормальные бактерии (дикий тип) с мутантными, у которых этот путь был активирован. Мутантные бактерии с трудом росли и колонизировали хозяина, что подтвердило возможность их ослабления через активацию этого пути.

Перспективы лечения

Следующая цель — поиск малых молекул, способных «включать» этот путь, чтобы ослабить бактерии. Лаборатория Бриджеса, традиционно занимавшаяся фундаментальной наукой, теперь нацелена на трансляцию этих знаний в новые виды терапевтических средств, которые работают иначе, чем классические антибиотики, для преодоления кризиса резистентности.