Поверхности, ограничивающие распространение устойчивых бактерий
Исследователи из Института физической химии Польской академии наук (IPC PAS) обнаружили, что создание волнистой (гофрированной) поверхности может помочь ограничить распространение устойчивых к антибиотикам бактерий в биоплёнках.
Проблема устойчивости
Глобальное чрезмерное использование антибиотиков ускорило появление резистентных бактерий. В биоплёнках — плотных сообществах бактерий на поверхностях — антибиотики плохо проникают, что способствует эволюции и размножению устойчивых штаммов.
Суть исследования
Учёные из Dioscuri Centre for Physics and Chemistry of Bacteria, IPC PAS, изучали поведение чувствительных и устойчивых к антибиотикам бактерий E. coli на разных поверхностях в микрофлюидных устройствах.
- Плоская поверхность: После воздействия антибиотика устойчивые бактерии быстро размножаются и полностью вытесняют чувствительные.
- Гофрированная поверхность: Даже небольшие неровности (в форме синусоиды), намного меньшие толщины биоплёнки, ограничили распространение резистентных мутантов. Они остались локализованными в небольших «секторах» внутри углублений рисунка и не захватили всю биоплёнку.
Результаты опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Значение и перспективы
Ведущий автор исследования, д-р Бартломей Вацлав, отмечает:
«Наши результаты показывают, что динамику бактериальной популяции в биоплёнке можно контролировать, меняя геометрию поверхности. Это даёт ещё одно основание для использования структурированных поверхностей — они могут предотвращать распространение устойчивых бактерий».
Хотя до практического применения ещё далеко, такой подход может снизить риск неудачи терапии у госпитализированных пациентов (например, с катетерами). Замедление распространения резистентных бактерий может быть критически важным.
Эффект носит общий характер и может быть полезен не только в медицине, но и для стабилизации микробных сообществ в промышленных процессах, таких как очистка сточных вод или производство биотоплива.