Новое исследование указывает на потенциально новый подход к борьбе с супербактериями

По данным Всемирной организации здравоохранения, устойчивость к противомикробным препаратам является одной из 10 наибольших глобальных угроз для здоровья населения, и ученые пытаются найти новые инструменты для лечения смертоносных инфекций, устойчивых к лекарствам. Однако это исследование предполагает, что снижение вирулентности стойких инфекций вместо того, чтобы пытаться уничтожить бактерии, может предложить альтернативный подход к лечению.

Читайте на сайте Новый метод ускоряет очистку воды до наносекунд

Исследование, опубликованное 13 февраля 2023 г. в Proceedings of the National Academy of Science, предполагает, что терапия, направленная на эти два белка, может вывести из строя MRSA, сделав его менее смертоносным и, возможно, даже безвредным. Такой подход также снизил риск развития устойчивости к антибиотикам.

Мы искали альтернативный способ борьбы с MRSA. Нам было интересно понять, как бактерия вызывает заболевание, чтобы увидеть, можем ли мы напрямую вмешиваться в факторы вирулентности, производимые бактерией. Если мы сможем ее обезоружить, то, возможно, нам не придется беспокоиться о том, что она не подвергается воздействию противомикробных препаратов.

Почему бактерии стали устойчивыми к лекарству

Устойчивость к противомикробным препаратам развивается, когда медикаментозное лечение уничтожает некоторые, но не все бактериальные клетки. Оставшиеся бактерии имеют определенную естественную резистентность, поэтому, если они имеют шанс снова заселиться, следующая инфекция будет сильнее перед лицом антибиотиков. Такое непреднамеренное селективное размножение привело к появлению таких супербактерий, как MRSA и туберкулеза с множественной стойкостью к лекарству.

Подход к лечению инфекции, который делает ее менее вредной, не убивая, может устранить потенциал для такой выборочной селекции. В случае с MRSA этому препятствует тот факт, что бактерия производит несколько типов токсинов в большом количестве. Понимание каждого механизма и его отключение является очень сложной задачей.

Что узнали ученые

Предыдущая работа Дики и других исследователей показала, что два белка выполняют роль паромов для транспортировки молекул токсина через мембрану бактериальной клетки во внешнюю среду. Но было непонятно, почему существует два белка-переносчика и как они функционируют. Без этого понимания ученые не могут разработать терапию для предотвращения секреции токсинов.

Чтобы понять механизм, Дики и его команда удалили каждый тип транспортеров с помощью генной инженерии и наблюдали, как клетки MRSA выделяют токсины. Они обнаружили, что один белок-транспортер собирает гидрофильные или водолюбивые токсины, плавающие в цитоплазме клетки, и транспортирует их через клеточную мембрану. Когда этот транспортер отсутствовал, гидрофильные токсины продолжали накапливаться внутри клеток MRSA, где они были безвредны как для MRSA, так и любого потенциального хозяина.

Когда команда удалила второй белок-транспортер, гидрофобные (отталкивающие воду) токсины накапливались в клетке. Это важно, поскольку эти токсины имеют тенденцию самостоятельно выходить из водянистой цитоплазмы и оседать в более жирной клеточной мембране. Там токсины MRSA наносят вред клеткам хозяина и клеткам MRSA. Следовательно, без второго белка переносчика клетки MRSA повреждаются собственными гидрофобными токсинами.

Интересно Новое исследование проливает свет на происхождение жизни на Земле и роль металлов в этом

Почему это действительно важное открытие

Результаты исследования имеют значение не только для MRSA. Когда исследователи изучили геномы многих других бактерий, они обнаружили, что многие имеют гены для производства двойной системы транспортных белков, подобной той, которую они обнаружили в MRSA. Это открытие указывает на потенциал нового подхода к лечению других бактериальных инфекций.

В общем, это исследование дает новое понимание сложных механизмов вирулентности бактерий и дает надежду на новые подходы к борьбе с устойчивыми к лекарству инфекциями.