Найдено слабое место неубиваемых микробов

Врачи говорят, что современная медицина срочно нуждается в совершенно новой тактике борьбы с инфекционными заболеваниями. Количество бактерий, устойчивых к антибиотикам, катастрофически растет с каждым годом. Ожидается, что через четверть века такие микроорганизмы будут забирать два миллиона человеческих жизней ежегодно. Неужели ничего нельзя сделать?

Ахиллесова пята патогенов

Картину мрачного будущего с неизлечимыми болезнями пытаются развеять ученые по всему миру. Совсем недавно объединенная команда исследователей из Испании и Соединенных Штатов обнаружила, что некоторые виды бактерий платят за свою устойчивость к лекарствам очень большую цену. И это обстоятельство, скорее всего, поможет нам в борьбе со смертельно опасными инфекциями.




— Гюрол Сюэль, молекулярный биолог, университет Сан-Диего (США).

Группа исследователей под руководством Ын Чэ Мун, биолога из университета Сан-Диего, изучала причины, почему бактерии, «не замечающие» лекарства, как правило, не доминируют над своими менее стойкими собратьями. В ходе научной работы ученые выявили крайне интересный феномен: некоторые механизмы защиты бактерий от внешних угроз могут иметь свои недостатки. К примеру, высокая сопротивляемость к антибиотикам и другим лекарственным средствам означала, что микроорганизмы разучились выживать при низком уровне магния.

Две стороны одной медали

— Сюэль.

Недостаток магния в окружающей среде может затруднять размножение бактерий. При этом исходные штаммы, которые не подверглись мутации, по всей видимости, не испытывают таких проблем, как мутанты, неуязвимые к лекарствам.

Ионы некоторых металлов, например, магния, играют очень важную роль в функционировании клеток. Эти вещества помогают стабилизировать рибосомы — структуры внутри клеток, производящие белки.

Кроме того, ионы металлов участвуют в процессе использования аденозинтрифосфата (АТФ). А это основной источник энергии для клеток.

Исследование показало, что некоторые бактерии Bacillus subtilis (сенная палочка, одна из самых распространенных почвенных бактерий) используют значительно мутировавшую версию белка рибосомы. Мутация помогает этому виду защищаться от антибиотиков, но одновременно приводит к тому, что их рибосома слишком сильно связывает ион магния.



Из-за этого катастрофически уменьшается количество доступного АТФ. Таким образом, бактериям банально не хватает энергии, чтобы в клетке нормально протекали процессы жизнедеятельности. Биологи пришли к выводу, что данная мутация заметно нарушает нормальное функционирование клеток. Следовательно, рост и распространение мутировавшего штамма сильно уступает бактериям сенной палочки, у которых мутации не произошло.

Получается, что борьба между молекулами внутри клетки за дефицитный магний может помешать развитию устойчивой к антибиотикам версии рибосомы. Иными словами, когда антибиотики отсутствуют, обычная бактерия B. subtilis чувствует себя лучше и активнее, чем ее устойчивый к антибиотикам собрат.


— авторы исследования.

Однако следует сказать, что в ходе исследования выяснилось: далеко не все мутировавшие версии рибосом имеют такую же уязвимость перед магнием. Поэтому ученые планируют исследовать аналогичные механизмы и у других видов бактерий. Международная команда биологов надеется, что их работа поможет разобраться, какие условия могут сдерживать развитие устойчивых к антибиотикам бактерий.

Также исследователи уверены, что на основании полученных ими данных можно будет бороться с инфекционными бактериями без создания новых антибиотиков.

Альтернативы есть всегда

Впрочем, антибиотики — далеко не единственный способ борьбы с инфекциями. В арсенале медиков в последние десятилетия появилось множество поразительных и эффективных методик лечения.

К примеру, все больше применяются бактериофаги — вирусы, которые инфицируют и уничтожают бактерии. Они действуют избирательно, поражая конкретные виды бактерий, и не наносят вреда человеческим клеткам.



Также на вооружении у современных врачей есть антимикробные пептиды. Это природные соединения, вырабатываемые различными видами живых существ, включая человека, для защиты от инфекций. Такие пептиды разрушают мембраны бактерий, приводя к их гибели. Они эффективны против широкого спектра патогенов, включая устойчивые к антибиотикам бактерии.

Кроме того, используется фотодинамическая терапия. Она сочетает свет определенной длины волны с фотосенсибилизатором, который накапливается в инфицированной ткани. Под воздействием света фотосенсибилизатор генерирует активные формы кислорода, разрушающие бактериальные клетки.

А еще существуют метаболические ингибиторы. К примеру, такие вещества блокируют у бактерий синтез фолиевой кислоты, делая невозможным синтез ДНК и РНК.

Очень хорошо показали себя пробиотики. Это вещества, которые содержат полезные бактерии, способные конкурировать с патогенными микроорганизмами за ресурсы и пространство. Пробиотики используются для профилактики и лечения различных кишечных инфекций, а также для восстановления нормальной микрофлоры после курса антибиотиков.