(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.