Как бактериите „действат като един“, за да избягат от антибиотиците
Новите изследвания увеличават Pseudomonas aeruginosa да разкрие стратегия, която устойчивите на лекарства бактерии използват, за да избегнат антибиотици. Констатациите могат да помогнат да се направят антибиотиците по-ефективни.
Жан-Луи Бру от катедрата по молекулярна биология и биохимия в Калифорнийския университет, Ървайн, е първият автор на новото изследване, което се появява в Вестник по бактериология.
Бру и колегите насочиха своите изследователски усилия към Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa), вид бактерии, които атакуват предимно хора с муковисцидоза.
Муковисцидозата е наследствено дихателно състояние, при което белите дробове произвеждат повече слуз, отколкото би трябвало. Засяга около 30 000 души в САЩ.
P. aeruginosa присъства и в здравните заведения и бактерията може да се разпространи през замърсена вода, почва, ръце, оборудване и други повърхности. Бактерията може да доведе до следоперативни инфекции в кръвта или други части на тялото, както и да причини пневмония.
P. aeruginosa е един от най-опасните видове бактерии.
В контекста на кризата с общественото здраве, която е антибиотична резистентност, постави Световната здравна организация (СЗО) P. aeruginosa в списъка с „приоритетни патогени“ - тоест 12-те бактерии, които са най-опасни за човешкото здраве, тъй като са станали устойчиви на лекарствата, които лекарите често използват за борба с тях.
СЗО раздели тези 12 бактерии на „критичен“, „висок“ и „среден“ приоритет, включен в списъка P. aeruginosa като критична поради устойчивостта си към групата антибиотици, наречени карбапенеми.
Само преди 2 седмици Центровете за контрол и превенция на заболяванията (CDC) също считаха P. aeruginosa „сериозна заплаха“, поставяйки го в техния списък с високо приоритетни патогени.
В тази по-широка картина изследванията като проучването, проведено от Bru и колегите, са от решаващо значение както за разбирането на защитните механизми на бактериите, така и за по-ефективното справяне с инфекциите.
Бактериите действат като „един обединен организъм“
В новото проучване изследователите изследват растежа и разпространението на бактерии в чашките на Петри, пресъздавайки среда, подобна на тази на лигавиците, която позволява P. aeruginosa да процъфтява при муковисцидоза.
Тук екипът тества ефекта на антибиотиците и бактериофагите върху „роенето“, което е способността на бактериите да се движат колективно. Бактериофагите са вируси, които заразяват и атакуват бактериите отвътре.
Смесване на антибиотика гентамицин с P. aeruginosa рояци разкриха, че бактериите изпращат сигнали до техните специфични бактерии, като ги предупреждават за опасността и им позволяват да я избегнат.
The Псевдомонада бактериите правят това чрез секретиране на Псевдомонада хинолонова сигнална (PQS) молекула, пишат авторите. Те обясняват: „Тези механизми имат цялостния ефект от ограничаването на инфекцията до субпопулация, което насърчава оцеляването на цялата популация“.
Съавторът на изследването Нина Молин Хойланд-Крогсбо, асистент в катедрата по ветеринарни и животински науки в Университета в Копенхаген в Дания, коментира експериментите и техните открития.
„Можем да видим в лабораторията, че бактериите просто плуват около„ опасната зона “с антибиотици или бактериофаги. Когато получат предупредителния сигнал от техните сътрудници, можете да видите в микроскопа, че те се движат в чист кръг наоколо “, казва изследователят, позовавайки се на роевото движение.
„Това е интелигентен механизъм за оцеляване на бактериите“, продължава тя. „Ако се окаже, че бактериите използват една и съща маневра за укриване, когато заразяват хората, това може да помогне да се обясни защо някои бактериални инфекции не могат да бъдат ефективно лекувани с антибиотици.
„За нас е доста очарователно да видим как бактериите комуникират и променят поведението си, за да оцелее цялата бактериална популация. Почти можете да кажете, че те действат като един обединен организъм. "
Нина Молин Хойланд-Крогсбо
Проправяне на пътя за по-ефективни антибиотици
В свързана статия Джулия К. ван Кесел коментира значението на констатациите, като казва, че P. aeruginosaСпособността да повлияе на групово поведение, като роене в отговор на стрес, е „уникална“ констатация. Това накара авторите на изследването да измислят термина „колективна реакция на стрес“, пише ван Кесел.
Авторите на изследването също коментират начините, по които техните открития в крайна сметка могат да помогнат за справяне с кризата с резистентност към антибиотици.
Въпреки че има много повече работа, преди констатациите да доведат до разработването на полезни лечения, следващата изследователска стъпка ще бъде да се намерят начини за намеса в сигнализирането на PQS на бактериите.
Констатациите „[разчистват] пътя за употребата на наркотици в опит да се предотврати изпращането на предупредителния сигнал на първо място“, казва Нина Молин Хойланд-Крогсбо.
„Като алтернатива можете да проектирате вещества, които могат да блокират приемането на сигнала от другите бактерии и това потенциално би могло да направи лечението с антибиотици или бактериофаги вируси по-ефективно“, добавя изследователят.
„Инфекциите с този вид бактерии са основен проблем в световен мащаб с много хоспитализации и смъртни случаи. Ето защо наистина се радваме, че можем да допринесем с нови знания, които потенциално могат да бъдат използвани за борба с тези бактерии. "
Нина Молин Хойланд-Крогсбо
