Учёные нашли новую стратегию борьбы с устойчивостью к антибиотикам

Инженеры-биотехнологи из KU Leuven (Бельгия) разработали новую антибактериальную стратегию, которая ослабляет бактерии, мешая им сотрудничать. В отличие от антибиотиков, к этой стратегии не развивается устойчивость, потому что неустойчивые бактерии начинают преобладать над устойчивыми. Результаты опубликованы в Nature Communications.

Традиционные антибиотики убивают или снижают активность отдельных бактерий. Некоторые бактерии становятся устойчивыми к ним, что позволяет им расти дальше и вытеснять неустойчивых. Таким образом, использование антибиотиков приводит к увеличению числа устойчивых бактерий.

Однако бактерии также демонстрируют групповое поведение: например, они могут создавать защитный слизистый слой или биоплёнку, которая окружает всё их сообщество. Зубной налёт — пример такой биоплёнки. Биоплёнки часто являются источником бактериальных инфекций. Социальное поведение бактерий — новая интересная мишень для антибактериальной терапии.

Вместе сильнее, по отдельности слабее

Исследователи показали, что блокирование выработки слизи у бактерий сальмонеллы ослабляет бактериальное сообщество, облегчая его удаление. Они использовали химическое антибактериальное вещество, ранее разработанное в KU Leuven.

«Без защитного слизистого слоя бактерии можно смыть механическим воздействием и легче убить антибиотиками, дезинфицирующими средствами или иммунной системой», — говорит профессор Стинэкерс, ведущий автор исследования.

Затем учёные сравнили развитие устойчивости бактерий к новому веществу с устойчивостью к классическим антибиотикам в ходе эволюционного эксперимента. Такие эксперименты используются, чтобы увидеть, как микроорганизмы адаптируются к определённым условиям.

«Мы увидели, что бактерии как группа не стали устойчивыми к нашему антибактериальному веществу, в то время как к антибиотикам устойчивость возникла, и очень быстро. Более того, мы показали, что бактерии, устойчивые к новому веществу, стали уступать в численности неустойчивым», — объясняет Стинэкерс.

Устойчивая бактерия всё ещё может производить слизь и делиться ею с неустойчивыми бактериями в группе. Однако это требует энергии, в то время как неустойчивые бактерии получают защиту бесплатно. В результате неустойчивые бактерии могут расти быстрее устойчивых, увеличивая свою долю в популяции.

«В отличие от традиционных антибиотиков, это вещество вызывает отбор не за, а против устойчивости. Антимикробные методы лечения, которые мешают бактериям сотрудничать, могут стать жизнеспособным решением текущей проблемы устойчивости к антибиотикам».

Таблетка или покрытие

«Наша цель — внедрить эти новые антимикробные средства в клиническую практику», — объясняет Стинэкерс. «Их можно использовать как профилактическое средство в форме таблетки или как покрытие на имплантатах для снижения риска инфекций». Вещество также можно применять совместно с антибиотиками.

Кроме того, существует несколько возможных применений в сельском хозяйстве, промышленности и даже в быту. Для этого исследователи сотрудничают с экспертами в различных областях, а также с производителями кормов для животных, чистящих средств и дезинфицирующих средств.

Учёные также исследуют, можно ли воспроизвести этот феномен для других форм микробного сотрудничества, помимо биоплёнок, и с другими бактериями. «В долгосрочной перспективе эту концепцию также можно использовать для разработки альтернатив антибиотикам», — заключает Стинэкерс.