Новите изследвания увеличават Pseudomonas aeruginosa да разкрие стратегия, която устойчивите на лекарства бактерии използват, за да избегнат антибиотици. Констатациите могат да помогнат да се направят антибиотиците по-ефективни.
Експериментите с чашка на Петри показват как бактериите комуникират, за да избягат от антибиотиците.Жан-Луи Бру от катедрата по молекулярна биология и биохимия в Калифорнийския университет, Ървайн, е първият автор на новото изследване, което се появява в Вестник по бактериология.
Бру и колегите насочиха своите изследователски усилия към Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa), вид бактерии, които атакуват предимно хора с муковисцидоза.
Муковисцидозата е наследствено дихателно състояние, при което белите дробове произвеждат повече слуз, отколкото би трябвало. Засяга около 30 000 души в САЩ.
P. aeruginosa присъства и в здравните заведения и бактерията може да се разпространи през замърсена вода, почва, ръце, оборудване и други повърхности. Бактерията може да доведе до следоперативни инфекции в кръвта или други части на тялото, както и да причини пневмония.
P. aeruginosa е един от най-опасните видове бактерии.
В контекста на кризата с общественото здраве, която е антибиотична резистентност, постави Световната здравна организация (СЗО) P. aeruginosa в списъка с „приоритетни патогени“ - тоест 12-те бактерии, които са най-опасни за човешкото здраве, тъй като са станали устойчиви на лекарствата, които лекарите често използват за борба с тях.
СЗО раздели тези 12 бактерии на „критичен“, „висок“ и „среден“ приоритет, включен в списъка P. aeruginosa като критична поради устойчивостта си към групата антибиотици, наречени карбапенеми.
Само преди 2 седмици Центровете за контрол и превенция на заболяванията (CDC) също считаха P. aeruginosa „сериозна заплаха“, поставяйки го в техния списък с високо приоритетни патогени.
В тази по-широка картина изследванията като проучването, проведено от Bru и колегите, са от решаващо значение както за разбирането на защитните механизми на бактериите, така и за по-ефективното справяне с инфекциите.
Бактериите действат като „един обединен организъм“
В новото проучване изследователите изследват растежа и разпространението на бактерии в чашките на Петри, пресъздавайки среда, подобна на тази на лигавиците, която позволява P. aeruginosa да процъфтява при муковисцидоза.
Тук екипът тества ефекта на антибиотиците и бактериофагите върху „роенето“, което е способността на бактериите да се движат колективно. Бактериофагите са вируси, които заразяват и атакуват бактериите отвътре.
Смесване на антибиотика гентамицин с P. aeruginosa рояци разкриха, че бактериите изпращат сигнали до техните специфични бактерии, като ги предупреждават за опасността и им позволяват да я избегнат.
The Псевдомонада бактериите правят това чрез секретиране на Псевдомонада хинолонова сигнална (PQS) молекула, пишат авторите. Те обясняват: „Тези механизми имат цялостния ефект от ограничаването на инфекцията до субпопулация, което насърчава оцеляването на цялата популация“.
Съавторът на изследването Нина Молин Хойланд-Крогсбо, асистент в катедрата по ветеринарни и животински науки в Университета в Копенхаген в Дания, коментира експериментите и техните открития.
„Можем да видим в лабораторията, че бактериите просто плуват около„ опасната зона “с антибиотици или бактериофаги. Когато получат предупредителния сигнал от техните сътрудници, можете да видите в микроскопа, че те се движат в чист кръг наоколо “, казва изследователят, позовавайки се на роевото движение.
„Това е интелигентен механизъм за оцеляване на бактериите“, продължава тя. „Ако се окаже, че бактериите използват една и съща маневра за укриване, когато заразяват хората, това може да помогне да се обясни защо някои бактериални инфекции не могат да бъдат ефективно лекувани с антибиотици.
„За нас е доста очарователно да видим как бактериите комуникират и променят поведението си, за да оцелее цялата бактериална популация. Почти можете да кажете, че те действат като един обединен организъм. "
Нина Молин Хойланд-Крогсбо
Проправяне на пътя за по-ефективни антибиотици
В свързана статия Джулия К. ван Кесел коментира значението на констатациите, като казва, че P. aeruginosaСпособността да повлияе на групово поведение, като роене в отговор на стрес, е „уникална“ констатация. Това накара авторите на изследването да измислят термина „колективна реакция на стрес“, пише ван Кесел.
Авторите на изследването също коментират начините, по които техните открития в крайна сметка могат да помогнат за справяне с кризата с резистентност към антибиотици.
Въпреки че има много повече работа, преди констатациите да доведат до разработването на полезни лечения, следващата изследователска стъпка ще бъде да се намерят начини за намеса в сигнализирането на PQS на бактериите.
Констатациите „[разчистват] пътя за употребата на наркотици в опит да се предотврати изпращането на предупредителния сигнал на първо място“, казва Нина Молин Хойланд-Крогсбо.
„Като алтернатива можете да проектирате вещества, които могат да блокират приемането на сигнала от другите бактерии и това потенциално би могло да направи лечението с антибиотици или бактериофаги вируси по-ефективно“, добавя изследователят.
„Инфекциите с този вид бактерии са основен проблем в световен мащаб с много хоспитализации и смъртни случаи. Ето защо наистина се радваме, че можем да допринесем с нови знания, които потенциално могат да бъдат използвани за борба с тези бактерии. "
Нина Молин Хойланд-Крогсбо