Обнаружены «спящие» бактерии, выживающие после лечения антибиотиками
Исследование выявило существование «клеток-снайперов» — бактериальных клеток, способных переживать дозы антибиотиков, оставаясь в покоящемся, неактивном состоянии. Это открытие может стать ключом к пониманию устойчивости к антибиотикам.
Биофизик из Эксетерского университета доктор Стефано Паглиара разработал новый метод идентификации клеток, которые с высокой вероятностью выживут после лечения антибиотиками, ещё до начала терапии.
Исследование, опубликованное в журнале BMC Biology, закладывает основу для понимания особых свойств бактерий, способных пережить воздействие антибиотиков, что позволит разработать новые способы борьбы с ними. Устойчивость к антибиотикам — одна из наиболее острых проблем общественного здравоохранения, угрожающая эффективной борьбе с инфекционными заболеваниями, включая пневмонию и туберкулёз.
После обработки бактерий ампициллином команда из Эксетерского университета обнаружила, что подавляющее большинство из 1,3% выживших клеток были живыми, но не росли. Доктор Паглиара назвал их «клетками-снайперами», поскольку они выглядят спящими и похожи на клетки, убитые антибиотиками, но потенциально опасны, так как могут «проснуться» и вызвать реинфекцию у людей или животных.
Исследователи обнаружили, что два типа клеток, выживающих после антибиотиков — «клетки-снайперы» и персистентные клетки — имеют схожие черты, что указывает на их связь. Их уникальная флуоресценция позволяла обнаружить оба типа ещё до обработки антибиотиками.
Однако, поскольку «клетки-снайперы» не растут, стандартные методы обнаружения не могут отличить их от мёртвых клеток, создавая ложное впечатление, что после курса антибиотиков выжило гораздо меньше клеток.
Команда использовала миниатюрное устройство, позволившее изолировать и изучать отдельные бактерии с течением времени. Оно может быть применено для изучения любых бактерий, угрожающих здоровью человека или животных.
Используя флуоресценцию для подсветки отдельных клеток, учёные идентифицировали жизнеспособные, но покоящиеся «клетки-снайперы», которые после обработки антибиотиками выглядели как мёртвые или умирающие. Другой тип выживших клеток — персистентные (составлявшие менее трети от всех выживших) — возобновляли рост после окончания курса антибиотиков.
Все клетки, пережившие лечение антибиотиками, в конечном итоге могут делиться, что приводит к рецидиву инфекции и повышает риск развития устойчивости к антибиотикам.
Доктор Стефано Паглиара: «Клетки, которые мы идентифицировали, уклоняются от лечения антибиотиками и представляют серьёзную угрозу для здоровья человека. В отличие от персистентных клеток, которые быстро возобновляют рост после окончания курса антибиотиков, «клетки-снайперы» остаются в состоянии покоя в течение длительного времени и уклоняются от обнаружения традиционными методами».
«Наше исследование должно облегчить разработку биомаркеров для изоляции этих клеток и открыть новые пути для картирования биохимического состава бактерий, способных избежать действия антибиотиков, чтобы мы могли найти эффективные способы воздействия на них».
Доктор Паглиара планирует программу по идентификации и изоляции отдельных «клеток-снайперов» для тщательного анализа с помощью секвенирования нового поколения, чтобы выяснить, как у них по-другому, по сравнению с неустойчивыми к антибиотикам клетками, происходит экспрессия генов.