Учёные раскрыли секрет медицинских открытий Александра Флеминга
Спустя век после двух важнейших медицинских открытий сэра Александра Флеминга учёные выяснили, как его находки могут способствовать рецидивирующим инфекциям у пациентов.
Наиболее известные открытия Флеминга — фермент лизоцим (содержится в слезах и многих телесных секретах) и пенициллин, возможно, самое значительное медицинское открытие всех времён.
Специалисты из Университета Ньюкасла (Великобритания) впервые выявили, как лизоцим и пенициллин могут работать в комбинации, вызывая повторные инфекции. Их исследование опубликовано онлайн в журнале Cell.
Ожидается, что эта работа заставит пересмотреть подход к изучению причин устойчивости некоторых пациентов (например, с инфекциями мочевыводящих путей или стрептококком) к антибиотикам.
Новое понимание механизмов
И пенициллин, и лизоцим воздействуют на клеточные стенки бактерий:
- Пенициллин ослабляет клеточные стенки делящихся бактерий, заставляя их лопаться и погибать из-за осмотического давления.
- Лизоцим — это небольшой фермент, который атакует ту же защитную клеточную стенку, вызывая её деградацию.
Исследование лаборатории Эррингтона (Центр биологии бактериальных клеток, Университет Ньюкасла) выявило новые важные особенности действия обоих агентов в организме пациентов.
Работа развивает предыдущие исследования лаборатории о бактериальных вариантах — L-формах, — которые лишены клеточной стенки и могут расти при наличии защиты, которую обеспечивают человеческие ткани.
Лаборатория обнаружила, что при воздействии пенициллина в условиях, имитирующих жидкости человеческих тканей, бактерии не взрываются, а медленно погибают, будучи запертыми в собственной затвердевшей стенке.
Если обработанные пенициллином клетки в тканевой жидкости подвергаются воздействию лизоцима (содержащегося в местах возникновения инфекций в организме), фермент разрушает клеточную стенку. Это позволяет бактерии превратиться в лишённую стенки L-форму, которую пенициллин убить не может.
Образование этих толерантных к антибиотикам бактерий у пациентов может быть важным фактором, позволяющим инфекции рецидивировать.
Важные последствия
Профессор Джефф Эррингтон, ведущий автор исследования, отметил:
"Учитывая, что сэр Александр Флеминг сделал свои два главных открытия 80 или 90 лет назад, можно было бы ожидать, что мы хорошо понимаем, как они работают. Но наше исследование обнаружило совершенно неожиданные результаты и значительно расширяет наше понимание того, почему у некоторых пациентов инфекции могут возвращаться".
"Результаты нашего исследования имеют важные последствия, поскольку они предполагают, что переход в L-форму может часто происходить во время инфекции".
"Хотя L-формы гораздо более хрупкие, чем клетки со стенкой, они полностью устойчивы к пенициллинам и родственным антибиотикам. Поэтому они могут вносить существенный вклад в проблемы персистенции или рецидива инфекции, что является частой клинической проблемой".
"L-формы были замешаны в ряде хронических заболеваний, но эксперты не уверены, насколько они распространены. Наши данные дают чёткие доказательства их потенциальной важности".