Замедление опасных бактерий может быть эффективнее их уничтожения

Исследователи из Университета Иллинойса обнаружили механизм, позволяющий бактериям одного вида общаться при угрозе их выживанию. Исследование предполагает, что, манипулируя сообщениями, которые микробы посылают друг другу, можно замедлить опасные инфекции. Это позволит организму победить инфекцию, не вызывая у бактерий развития устойчивости к лечению.

Исследование, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences, основывается на работах других учёных из Иллинойса, включая биохимика Джона Вудленда Хастингса (умер в 2014 г.) и профессора Джона Кронана.

"Бактерии — разумные маленькие организмы. Они могут выживать почти где угодно и быстро адаптироваться к новым условиям", — сказал профессор биохимии Сатиш Наир, соавтор исследования.

Когда бактерии конкурируют с другими микробами за скудные ресурсы, более успешная группа производит уникальную молекулу — антибиотик — чтобы уничтожить другой вид. Когда рост популяции одной группы бактерий опережает доступность необходимых для выживания питательных веществ, группа производит другую уникальную молекулу, которая приказывает ей перейти в спящее, но более вирулентное состояние и замедлить рост до появления большего количества пищи, пояснил Наир.

"С тех пор как Александр Флеминг открыл пенициллин в 1928 году, мы используем антибиотики, разработанные одним микроорганизмом, чтобы убить другой. К сожалению, бактерии быстро адаптировались, чтобы противостоять антибиотикам, и вскоре антибиотики станут неэффективными.

В среднем почти каждый вид бактерий устойчив как минимум к одному антибиотику. Два года назад исследователи в Европе и Азии обнаружили так называемую супербактерию, устойчивую ко всем известным антибиотикам", — сказал Наир. "Бактерии могут очень легко обмениваться адаптациями, и существует так много бактерий с разными адаптациями, которыми можно поделиться, поэтому они так быстро развивают устойчивость".

"Широкоспектральные антибиотики и их чрезмерное использование проблематичны, потому что антибиотики убивают многие типы бактерий, даже хорошие, а выжившие находят способы адаптироваться, делясь своими стратегиями с другими бактериями", — сказал постдокторант Ши-Хуй Донг.

"Ни одна фармацевтическая компания не будет инвестировать в 10 лет исследований и разработок, если срок службы нового антибиотика составляет всего два года", — сказал Наир. "Этого недостаточно, чтобы окупить затраты на производство".

Новое исследование Наира и Донга нацелено на "язык" или групповой сигнал, который бактерии используют для замедления роста, а не на антибиотический сигнал к уничтожению. Понимание того, как бактерии производят молекулу-сигнал к переходу в спящее состояние, прокладывает путь для разработки молекул, способных нарушить коммуникацию конкретных бактерий с минимальными шансами на развитие лекарственной устойчивости.

"Нам не нужно убивать бактерии для лечения болезни и инфекции; мы можем просто замедлить их и сделать менее опасными", — сказал Наир. "Таким образом, вероятность развития какой-либо устойчивости невелика".