Бактерии с "биологическими шприцами" могут помочь в борьбе с устойчивостью к антибиотикам

Дружественные бактерии, вооружённые собственными "биологическими шприцами" и ядами, могут стать ключом к преодолению кризиса антимикробной устойчивости. К такому выводу пришли биологи из Университетов Манчестера и Базеля.

Исследование посвящено особым бактериям, которые эволюционно развили наноскопические "шприцы" — системы секреции 6-го типа (Type 6 Secretion Systems, T6SS). Эти системы впрыскивают коктейли смертельных токсинов в клетки микробов-конкурентов. Работа опубликована в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Микробы ведут собственные "войны" за выживание друг с другом миллионы лет. Новое исследование показывает, что коктейли токсинов, используемые в этих битвах, обладают ценным свойством — они ограничивают эволюцию устойчивости к атакам T6SS.

Как в компьютерном моделировании, так и в лабораторных экспериментах учёные обнаружили, что микробы легко развивали устойчивость к отдельным токсинам T6SS. Однако устойчивость не возникала, когда токсины вводились вместе.

Это означает, что T6SS, использующие несколько токсинов, могут стать идеальными кандидатами для создания будущих антимикробных средств, преодолевающих устойчивость.

Бактерии, вооружённые T6SS, уже используются в качестве антимикробных агентов, например, для защиты сельскохозяйственных культур или в аквакультуре. Также можно создать генетически модифицированные бактерии-атакующие в качестве "живых биопрепаратов", нацеленных на устойчивые к лекарствам бактерии или грибки внутри организма-хозяина.

Новые результаты могут быть использованы для улучшения этих технологий — применение комбинаций токсинов позволит ограничить эволюцию устойчивости и продлить срок их эффективности. Работа также предполагает, что сами микробы могут многому нас научить в преодолении устойчивости.

Хотя идея комбинированной терапии — использования нескольких токсинов вместе для предотвращения устойчивости — известна с 1950-х годов, бактерии, похоже, опередили людей в этом открытии.

"Бактерии используют T6SS для атак на другие микробы миллионы лет и разработали собственный тип комбинированной терапии — вводя вместе целый ряд различных типов токсинов", — сказал ведущий автор работы доктор Уилл Смит из Манчестерского университета.

"Вполне возможно, что это развилось, чтобы ограничить устойчивость у конкурентов. Если это так, то какие ещё механизмы могут быть у микробов для этого?

"Заманчивая перспектива — мы могли бы создавать более эффективные антимикробные препараты, консультируясь с лучшими микробными убийцами: самими микробами".