Учёные нашли мишень для борьбы с устойчивостью к антибиотикам

Грамотрицательные бактерии — одна из самых опасных и сложных в лечении инфекций. Новое исследование Университета Джорджии предполагает, что компонент клеточной стенки бактерий может стать ключом к уничтожению этих устойчивых микробов.

Грамотрицательные бактерии трудно убить из-за их двойной клеточной мембраны, создающей почти непроницаемый защитный барьер. Он блокирует проникновение антибиотиков. При этом токсичные молекулы липополисахаридов на поверхности внешней мембраны провоцируют потенциально смертельный иммунный ответ.

В исследовании, опубликованном в PNAS, учёные определили ключевую роль молекулы кардиолипина в доставке этих токсичных молекул на поверхность мембраны. Это может стать новой мишенью для терапии.

«Если спросить, где у нас больше всего проблем в мире устойчивости к антибиотикам — это грамотрицательные бактерии. Суть этого открытия в том, что без кардиолипина бактерии не могут создать внешнюю мембрану. Без этой мембраны они чувствительны к антибиотикам, и бактерии — готовы», — сказал Стивен Трент, автор-корреспондент исследования.

Блокировка транспорта к клеточной мембране не только сделает бактерии уязвимыми к антибиотикам, но и накопление их собственных токсичных молекул внутри клетки вызовет её гибель.

До этого исследования роль кардиолипина в бактериях не была понятна. У животных он является важной частью мембраны митохондрий.

Чтобы определить роль молекулы в бактериях, исследователи создали мутантные формы E. coli (у которой несколько путей синтеза кардиолипина) и манипулировали ферментами, ответственными за его построение.

Эксперименты показали, что нарушение производства кардиолипина имеет смертельные последствия для бактерии. Без кардиолипина клетка продолжает производить токсичные липополисахариды, но не может транспортировать их на поверхность.

«В конце концов клетка лопнет. Они просто взрываются», — сказал Трент. Без этих крупных молекул на поверхности броня бактерий, обычно делающая их неуязвимыми, становится проницаемой.

«Эта работа — одна из первых, связавших кардиолипин с поддержанием внешней мембраны E. coli. Будущие терапевтические средства могут нацеливаться на аспекты этого процесса и сделать грамотрицательные бактерии уязвимыми к антибиотикам», — сказал Мартин Дугласс, ведущий автор статьи.