Влияние pH клетки на активность антибиотика против туберкулёза

Исследователи из Института Фрэнсиса Крика показали, что эффективность антибиотика, используемого для лечения туберкулёза (ТБ), зависит от уровня pH в среде, которую инфицировали бактерии.

В 2020 году, по оценкам, туберкулёз привёл к смерти около 1,3 миллиона человек. Хотя он излечим, лечение предполагает приём курса различных антибиотиков в течение как минимум шести месяцев, и препараты могут вызывать серьёзные побочные эффекты.

При заражении ТБ бактерии проникают в особый тип иммунных клеток — макрофаги. Один из защитных механизмов этих клеток — создание кислой среды для уничтожения инфекционного агента.

В своём исследовании, опубликованном в mBio во Всемирный день борьбы с туберкулёзом (24 марта), учёные разработали метод флуоресцентной визуализации для изучения влияния этой кислой среды как на бактерии, так и на антибиотики. Этот подход позволил им в реальном времени наблюдать эффекты изменения уровня pH.

Экспериментально изменяя pH в инфицированных клетках, они обнаружили, что туберкулёзная палочка способна поддерживать и регулировать собственный pH независимо от pH макрофага, что обеспечивает защиту от иммунной системы.

Затем исследователи проверили, влияют ли различные уровни кислотности на четыре препарата первой линии для лечения ТБ. Они выяснили, что один из часто используемых антибиотиков, пиразинамид, эффективен только в кислой среде.

Пьер Сантуччи, соавтор исследования и постдокторант лаборатории взаимодействия хозяина и патогена при туберкулёзе в Институте Крика, отмечает: «Понимание того, что эффективность антибиотиков может зависеть от pH окружающей среды, очень ценно. Это подчёркивает важность тестирования новых методов лечения или комбинаций препаратов в условиях, максимально приближенных к внутриклеточным».

Исследователи также обнаружили, что пиразинамид влияет на способность туберкулёзной палочки регулировать собственный уровень кислотности. Пиразинамид — важная часть стратегии лечения ТБ, так как он сокращает продолжительность необходимого приёма лекарств.

Макс Гутьеррес, старший автор и руководитель группы в лаборатории взаимодействия хозяина и патогена при туберкулёзе в Институте Крика, говорит: «В условиях глобального роста антибиотикорезистентности поиск новых, более эффективных методов лечения крайне важен. Это было сложной задачей, отчасти потому, что ТБ живёт внутри клеток, поэтому любое лечение должно проникать в клетки и эффективно работать в этой внутриклеточной среде. Понимая больше о том, как на существующие антибиотики влияют условия внутри клеток, такие как кислотность, мы надеемся, что это поможет в поиске новых препаратов или более эффективных комбинаций».

Исследователи продолжат работу по изучению влияния среды внутри бактерии ТБ и макрофагов на антибиотики. Разработанный метод визуализации для мониторинга pH также можно адаптировать для изучения других бактерий и паразитов.