Выбрать страницу
Белок, который выкачивает токсичные химические вещества из бактериальных клеток кишечной палочки, может выиграть время даже для почти мертвых бактерий, которые в результате станут устойчивыми к антибиотикам. Протеин AcrAB-TolC, известный как эффлюксный насос, обеспечивающий множественную лекарственную устойчивость, работает недостаточно хорошо, чтобы побеждать антибиотики. Но он может вывести достаточное количество молекул антибиотика из бактериальных клеток, чтобы позволить произвести белки, обеспечивающие устойчивость к данному антибиотику, сообщают исследователи в статье, опубликованной в журнале Science 24 мая 2019 года

(Ссылка на статью: https://science.sciencemag.org/content/364/6442/778)

В большинстве случаев мертвые бактерии могут быть воскрешены как устойчивые к антибиотикам клетки.

Белок, который выкачивает токсичные химические вещества из бактериальных клеток кишечной палочки, может выиграть время даже для почти мертвых микробов, чтобы стать устойчивыми к антибиотикам. Протеин, известный как многоцелевой откачивающий насос AcrAB-TolC, работает недостаточно хорошо, чтобы побеждать антибиотики сами по себе. Но это может вывести достаточное количество молекул антибиотика из бактериальных клеток, чтобы позволить производство реальных белков устойчивости, сообщают исследователи в 24 мая Science.

Бактерии часто обмениваются ДНК, включая некоторые гены устойчивости к антибиотикам. Ученые на протяжении десятилетий знали, что гены устойчивости к антибиотикам часто находятся в небольших кругах ДНК, называемых плазмидами. Две бактерии, которые вступают в контакт друг с другом, могут передавать эти плазмиды из устойчивых к антибиотикам клеток в чувствительные. Но считалось, что это происходит, когда нет антибиотиков, которые убивают чувствительные клетки.

По общему мнению, лечение бактерий антибиотиками должно остановить бактерии в процессе замены генов устойчивости к антибиотикам, говорит Ким Льюис, микробиолог из Северо-восточного университета в Бостоне, не участвующий в исследовании. По крайней мере, «вчера я бы сказал вам это», — говорит он. «Сегодня, прочитав эту статью, я должен изменить свои взгляды».

Бактериальный генетик Кристиан Лестерлин из CNRS-INSERM из Университета Лиона во Франции и его коллеги хотели узнать больше о том, как бактерии передают устойчивость к антибиотикам друг другу. Исследователи генетически сконструировали E.coli для создания флуоресцентных белков, что позволило команде наблюдать в реальном времени под микроскопом, как бактерии обменивались плазмидами и производили антибиотикорезистентные белки.

Такой обмен происходил достаточно быстро. Команда Лестерлина обнаружила, что в течение трех часов около 70 процентов чувствительной кишечной палочки стали устойчивыми к антибиотику тетрациклину. Когда к бактериям добавляли тетрациклин, около трети микробов, которые все еще были чувствительными, также становились устойчивыми к тетрациклину. «Это было очень, очень удивительно, — говорит Лестерлин.

Как только бактерии получают плазмидную ДНК, им все равно приходится включать гены устойчивости и вырабатывать белки, которые в конечном итоге борются с антибиотиками — в этом случае белок под названием TetA, который выкачивает тетрациклин из бактерий. Тетрациклин блокирует выработку белка, поэтому, когда препарат появится рядом, бактерии, которые еще не производили TetA, будут почти мертвы и не смогут использовать преимущества вновь приобретенных генов устойчивости, говорит Льюис.

Но, в основном, мертвые бактерии все еще немного живы благодаря многокомпонентному белковому насосу — по крайней мере, достаточно, чтобы иногда иметь возможность вывести некоторые белки TetA, которые затем экспортируют весь антибиотик и в конечном итоге возвращают микробы к полноценной жизни, обнаружили исследователи.

Насос с несколькими лекарствами также помог бактериям оставаться в живых достаточно долго, чтобы развить устойчивость к другим антибиотикам. Отключение или удаление насоса помешало развитию устойчивости бактерий. Препараты, которые отключают этот белок накачки, могут остановить распространение устойчивости к антибиотикам через плазмиды. Но такие лекарства еще не безопасны для людей, говорит Лестерлин.

«В исследовании пока нет хороших новостей для организма человека», — говорит он. Тем не менее, «лучше знать своего врага в лицо и какое у него оружие».

Бактерии E. Coli могут стать устойчивыми к антибиотику тетрациклину, создавая белок, который выкачивает лекарство из бактериальной клетки. Здесь устойчивые бактерии, которые заставляют белок в процессе выкачивания светиться красным, в то время как бактерии, которые не делают выкачивание (зеленый), заполнены антибиотиком.