Помилка, що варта життя: у рецидивах інфекцій винні зовсім не резистентні бактерії

Дослідження, проведене під керівництвом професора Дірка Буманна з Біоцентру Базельського університету, припускає, що більшість бактерій Salmonella в інфікованих тканинах не є персистувальними, а просто перебувають у стані нестачі поживних речовин, пише Drug targer review.

У Фокус.Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найцікавіші новини зі світу науки!

"Всупереч широко поширеній думці, неефективність антибіотиків не викликана невеликою підмножиною бактерій, що персистують", — пояснив Буманн. "Нам вдалося продемонструвати, що стандартні лабораторні тести на стійкість до протимікробних препаратів дають неправильні результати, створюючи хибне враження про невелику групу особливо стійких персистерів". Дослідження показало, що природна реакція організму на інфекцію — зниження доступності поживних речовин — змушує бактерії рости повільніше, тому їх важче знищити за допомогою антибіотиків.

Використовуючи моделі інфекцій на мишах і лабораторне моделювання тканин, дослідники помітили, що антибіотики були значно менш ефективні, коли бактерії були позбавлені поживних речовин. Команда Буманна виявила, що бактерії, які повільно ростуть, довше виживають у таких умовах, оскільки більшість антибіотиків діють на активний ріст бактерій. "В умовах нестачі поживних речовин бактерії ростуть дуже повільно", — зазначив Буманн. "Спочатку це може здатися хорошим, але насправді це проблема, тому що більшість антибіотиків лише поступово вбивають бактерії, які повільно ростуть". Це відкриття ставить під сумнів десятиліття досліджень, спрямованих на знищення персистуючих клітин, а не на розв'язання проблеми виживання бактерій у бідному на поживні речовини середовищі.

Ключовим аспектом дослідження було відстеження реакції бактерій на антибіотики в режимі реального часу — підхід, який не був широко використаний у попередніх дослідженнях. "Ми продемонстрували, що майже вся популяція Salmonella виживає після лікування антибіотиками протягом тривалого часу, а не тільки невелика підмножина гіперстійких персистерів", — сказав доктор Джозеф Фанус, перший автор дослідження. Команда також виявила, що стандартні методи тестування антимікробних препаратів недооцінюють виживаність бактерій, що призводить до хибного припущення, що тільки кілька клітин, які персистують, відповідальні за невдачу лікування.

Ці результати можуть призвести до серйозних змін у дослідженнях антибіотиків і стратегіях лікування. Замість того щоб зосередитися на боротьбі з персистерами, дослідники тепер можуть вивчати способи зробити бактерії більш сприйнятливими до антибіотиків, змінюючи їхнє живильне середовище. "Наша робота підкреслює важливість вивчення поведінки бактерій і дії антибіотиків наживо і в фізіологічних умовах", — каже Буманн. Він вважає, що аналіз одноклітинних у режимі реального часу стане стандартним інструментом у найближчому майбутньому, щоб краще зрозуміти, як бактерії виживають під час лікування антибіотиками.

Стійкість до антибіотиків залишається зростаючою глобальною проблемою охорони здоров'я, і Всесвітня організація охорони здоров'я попереджає, що вона може призвести до 10 мільйонів смертей на рік до 2050 року, якщо не будуть знайдені нові рішення. Дослідження, подібні до цього, що проводяться в рамках програми "Антирезист" Швейцарського національного центру компетенції в галузі досліджень, мають вирішальне значення для розробки більш ефективних методів лікування. Переключивши увагу з персистерів на механізми виживання, що базуються на поживних речовинах, вчені зможуть знайти нові способи підвищити ефективність антибіотиків і знизити ризик повторного зараження.

Раніше Фокус писав про унікальну здатність кишкової палички. Наше тіло є постійним плацдармом для еволюційних битв між мільйонами живих організмів. Нещодавно вчені з'ясували, що один з них досяг небувалих успіхів у домінуванні в нашому кишечнику, навчившись буквально обеззброювати своїх ворогів.