Препарат против эволюции может остановить устойчивость к антибиотикам

Новое исследование показало, что препараты, блокирующие способность бактерии Streptococcus pneumoniae поглощать ДНК из окружающей среды (состояние, называемое «компетентностью»), могут остановить распространение устойчивости у мышей. Поскольку компетентность блокируется без влияния на рост клеток, бактериям будет сложно выработать устойчивость к этой блокаде. Исследование было опубликовано онлайн в журнале Cell Host & Microbe 3 марта.

Блокировка компетентности

В проекте, начатом в Университете Гронингена (Нидерланды) и завершенном в Лозаннском университете (Швейцария), Арнау Доменек и коллеги выяснили, как остановить переход клеток в состояние компетентности. С помощью высокопроизводительного анализа они проверили 1366 одобренных препаратов. Оказалось, что 46 из них блокировали индукцию компетентности, не влияя негативно на рост.

«Когда клетки испытывают стресс роста, например, в присутствии антибиотиков, они пытаются найти решение и становятся устойчивыми к этим препаратам, — объясняет Доменек. — Важно, что мы не наблюдали устойчивости к найденным здесь препаратам, поскольку они не вызывают стресса роста».

Механизм действия

Выбранные для дальнейшего изучения препараты действовали через один механизм: они нарушали протондвижущую силу — электрохимический градиент, перемещающий протоны через бактериальную мембрану и обеспечивающий различные процессы.

«В результате клетки не могут секретировать пептид CSP», — поясняет Доменек. Концентрация CSP вне клеток индуцирует компетентность через процесс чувства кворума: если достаточно клеток секретируют CSP, концентрация достигает порога, активирующего гены компетентности.

Результаты экспериментов

В лабораторных условиях препараты, блокирующие компетентность, предотвращали передачу генов устойчивости к антибиотикам восприимчивым штаммам Streptococcus pneumoniae. Такие же результаты были получены в культурах клеток эпителия легких человека. Препараты также снижали передачу бактериальных генов устойчивости в мышиной модели инфекции.

Перспективы применения

Концентрации, блокирующие индукцию компетентности, были ниже тех, что подавляют рост. Однако они могут быть небезопасны для лечения пациентов, поскольку клетки человека также полагаются на протондвижущую силу для некоторых жизненно важных функций.

«Тем не менее, мы обнаружили общий путь, который можно заблокировать, чтобы предотвратить распространение устойчивости к антибиотикам», — говорит Доменек. Будущие исследования должны показать, возможно ли использовать этот подход у людей. Если это так, открытие может стать прорывом: блокаторы компетентности — это препараты против эволюции, которые можно назначать вместе с антибиотиками. Такая комбинация станет мощным оружием в борьбе с инфекциями и может продлить срок службы нынешних антибиотиков.