Стійкість до антибіотиків: чому бактерії стають все більш живучими

Група канадських учених з Університету Макмастера з'ясувала, через що бактерії стають несприйнятливими до антибіотиків, як повідомлено в журналі Nature Communications Biology.

Проблема супербактерій відома давно і стала нагальною для медичних досліджень у всьому світі – тим більше, що кількість стійких бактерій і їх поширеність постійно зростають. Однак визначити, що саме робить антибіотики стійкими до сильнодіючих препаратів, поки не вдавалося. Більш того, вчені побоюються, що антибіотики незабаром стануть абсолютно неефективними проти бактерій  з огляду на те, з якою швидкістю останні стають до них несприйнятливими. Це стане першим кроком до розробки ефективних засобів, стійких до бактеріальних інфекцій.

Для дослідження було обрано препарат поліміксин В – антибіотик, який часто використовують для лікування менінгіту і інфекцій сечовивідних шляхів, а також очей і крові. ВООЗ відносить групу поліміксинів до критично важливих антибіотиків, які використовують в якості останнього засобу, коли більше вже нічого не допомагає.

Раніше вважалося, що це єдиний антибіотик, який діє на стійкі до ліків бактерії. Однак 2015 року китайські вчені з'ясували, що навіть до нього бактерії створили ген, здатний зробити їх несприйнятливими до поліміксину.

Поліміксини діють на бактеріальну мембрану, руйнуючи її, тому вчені зосередилися на ній, щоб зрозуміти, як саме бактерії зупиняють дію препарату. Дослідники використовували високочутливі інструменти, за допомогою яких створили зображення з дуже високою розподільчою здатністю, на яких можна було побачити навіть окремі молекули.

Як зазначив провідний автор дослідження Адрі Хондкер, препарат, потрапляючи на бактеріальну мембрану нормальних бактерій (мається на увазі – нерезістентних), утворює в ній отвори, які згодом вбивають клітину. Сама бактерія негативно заряджена, тому вона автоматично втягує ліки, що мають позитивний заряд. Бактерія не може зупинити дію препарату, оскільки її мембрана досить тонка і антибіотик легко проникає в неї, утворюючи дірки і послаблюючи її захист.

А ось мембрана стійких бактерій дуже жорстка, і проникнути через неї набагато важче. Крім того, у резистентних бактерій знижується негативний заряд, тому антибіотику набагато складніше до них прилипнути. «Для ліків це все одно, що перейти від розрізання желе на розрізання каменю», – зазначив Хондкер. У цьому випадку бактеріальна мембрана діє як бар'єр проти антибіотика і не дає лікам проникнути всередину себе.

Існує безліч бактерій і розроблених проти них антибіотиків, проте вчені сподіваються, що знаючи базовий механізм впливу антибіотика на бактеріальну мембрану, можна буде зрозуміти, як ефективніше боротися з бактеріями і прогнозувати резистентність.