Как совместная работа делает супербактерии смертоноснее и устойчивее к лекарствам
Новое исследование показало, что некоторые из самых смертоносных и устойчивых к лекарствам патогенов в мире действуют совместно, становясь мощнее и заразнее.
Доктор Люси Семенец и исследователи из Университета Маккуори и Университета Ньюкасла впервые охарактеризовали взаимовыгодные отношения между Klebsiella pneumoniae и Acinetobacter baumannii — микроорганизмами, вызывающими такие заболевания, как пневмония, инфекции мочевыводящих путей и инфекции кровотока.
Из-за своей множественной лекарственной устойчивости эти два известных патогена находятся в приоритетном списке Всемирной организации здравоохранения (WHO), требующем срочной разработки новых антибиотиков. Эти патогены часто присутствуют при полимикробных инфекциях — острых и хронических заболеваниях, вызываемых различными комбинациями вирусов, бактерий, грибов и паразитов. Некоторые исследования в США и Европе показали, что они сосуществуют примерно у 40% всех госпитализированных пациентов.
Механизм сотрудничества
Исследование, опубликованное в Nature Communications, описывает, как Klebsiella питает Acinetobacter своими метаболическими побочными продуктами. В ответ Acinetobacter защищает Klebsiella от высоких концентраций лекарств с помощью выделяемых им антибиотик-разрушающих ферментов.
«Мы обнаружили, что у них взаимовыгодные отношения, которые позволяют Klebsiella выживать в концентрациях антибиотиков, значительно превышающих те, что она переносит в одиночку», — говорит доктор Семенец.
Последствия для диагностики и лечения
«Это исследование важно, потому что диагностические методы обычно ищут наиболее доминирующий патоген, и поэтому лечение направлено именно на него», — отмечает доктор Семенец.
«Новые лекарства теперь могут разрабатываться с учётом молекулярных механизмов, которые мы обнаружили в этой работе», — добавляет она.
Со-руководитель исследования, доцент Эми Кейн из Университета Маккуори, подчёркивает насущную необходимость улучшения скрининга на смешанные инфекции в больницах.
«Важно понимать, что вместе эти бактерии более заразны, более устойчивы к лечению и они питаются друг от друга», — говорит она.
Методы исследования
Исследование изучало два штамма, ранее совместно выделенные из одной лёгочной инфекции, с использованием множества методов скрининга и анализа — от микроскопии до геномики и инфекций в живых организмах. В нём участвовала команда исследователей из узлов Университета Маккуори и Университета Ньюкасла.
«Подобно тому, как фотографируют скульптуру с разных ракурсов, чтобы увидеть её целиком, нам действительно понадобилась комбинация методов, чтобы понять это взаимодействие», — поясняет доктор Семенец.
Исследования инфекций in vivo на личинках позволили учёным установить, что эти два патогена смертоноснее при совместном заражении. Эти эксперименты проводились с использованием этической альтернативы животной модели — личинок Galleria mellonella (большой восковой моли) в Исследовательском центре Galleria Маккуори, первом подобном учреждении в Австралии.