Новый подход к борьбе с «отдыхающими» бактериями
Опасность представляют не только быстро растущие бактерии, но и их покоящееся состояние, которое помогает патогенам уклоняться от антибиотиков и способствует хроническим инфекциям.
Учёные из Scripps Research обнаружили, что длинные цепи молекул полифосфатов (polyP) необходимы бактериям, чтобы замедлить движение внутри клеток и войти в это состояние покоя. Результаты опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences.
«Многие современные антибиотики блокируют рост бактерий, но бактерии проводят много времени в состоянии покоя. Нам действительно нужны новые стратегии для воздействия на медленно растущие и нерастущие фазы», — говорит Лиза Рэки, старший автор исследования.
Исследователи использовали Pseudomonas aeruginosa — бактерию, вызывающую пневмонию и инфекции крови, которая часто образует трудноизлечимые биоплёнки. Когда P. aeruginosa лишают азота, ключевого питательного вещества, она производит много polyP.
Оказалось, что мутант, неспособный производить polyP, не может войти в состояние покоя. Внутриклеточное движение молекул у таких бактерий остаётся слишком активным.
«Мы обнаружили, что если избавиться от polyP, всё в клетке движется слишком сильно. Клетки продолжают "веселиться", когда им следует "отдыхать"», — поясняет Рэки.
Без азота и polyP бактерии продолжают перемещать материалы на высокой скорости, увеличиваются в размерах, их генетический материал становится менее плотным, и они продолжают делиться.
Вывод учёных: polyP отвечает за замедление внутренних процессов у P. aeruginosa (и, вероятно, у других видов бактерий). Предполагается, что предотвращение выработки polyP может поддерживать активность бактерий и повышать их уязвимость к некоторым антибиотикам.
«Это не только указывает возможные направления для лечения патогенных бактерий, но и даёт ответы на фундаментальные вопросы о том, как вещества диффундируют в бактериальной клетке», — говорит Рэки.
Сейчас команда планирует эксперименты, чтобы выяснить, почему клетки не могут замедлиться без polyP, и может ли блокировка его производства стать эффективной тактикой лечения инфекций.