Kā baktērijas darbojas kā viena, lai izvairītos no antibiotikām
Jauns pētījums tuvina Pseudomonas aeruginosa atklāt stratēģiju, kuru lieto pret zālēm izturīgas baktērijas, lai izvairītos no antibiotikām. Atzinumi varētu palīdzēt padarīt antibiotikas efektīvākas.
Žans Luijs Bru no Kalifornijas universitātes Irvinas molekulārās bioloģijas un bioķīmijas katedras ir pirmais jaunā pētījuma autors, kas parādās Bakterioloģijas žurnāls.
Bru un kolēģi koncentrējās uz pētniecības centieniem Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa), baktēriju veids, kas galvenokārt uzbrūk cilvēkiem ar cistisko fibrozi.
Cistiskā fibroze ir iedzimta elpošanas slimība, kurā plaušas rada vairāk gļotu nekā vajadzētu. Tas ietekmē apmēram 30 000 cilvēku Amerikas Savienotajās Valstīs.
P. aeruginosa ir arī veselības aprūpes iestādēs, un baktērija var izplatīties caur piesārņotu ūdeni, augsni, rokām, aprīkojumu un citām virsmām. Baktērija var izraisīt pēcoperācijas infekcijas asinīs vai citās ķermeņa daļās, kā arī izraisīt pneimoniju.
P. aeruginosa ir viens no visbīstamākajiem baktēriju veidiem.
Sabiedrības veselības krīzes kontekstā, kas ir rezistence pret antibiotikām, Pasaules Veselības organizācija (PVO) norādīja P. aeruginosa “prioritāro patogēnu” sarakstā, tas ir, 12 baktērijas, kas ir visbīstamākās cilvēku veselībai, jo ir kļuvušas izturīgas pret zālēm, kuras ārsti parasti lieto cīņā pret tām.
PVO sadalīja šīs 12 baktērijas sarakstā “kritiskā”, “augsta” un “vidējā” prioritāte P. aeruginosa kā kritisks, jo ir izturīgs pret antibiotiku grupu, ko sauc par karbapenemiem.
Tikai pirms 2 nedēļām uzskatīja arī Slimību kontroles un profilakses centru (CDC) P. aeruginosa “nopietni draudi”, iekļaujot tos viņu prioritāro patogēnu sarakstā.
Šajā plašākajā attēlā pētījumiem, piemēram, Bru un viņa kolēģu veiktajam pētījumam, ir izšķiroša nozīme, lai gan izprastu baktēriju aizsardzības mehānismus, gan efektīvāk cīnītos ar infekcijām.
Baktērijas darbojas kā “viens vienots organisms”
Jaunajā pētījumā pētnieki pārbaudīja baktēriju augšanu un izplatīšanos Petri trauciņos, atjaunojot vidi, kas līdzīga gļotādu videi, kas ļauj P. aeruginosa attīstīties cistiskās fibrozes gadījumā.
Šeit komanda pārbaudīja antibiotiku un bakteriofāgu ietekmi uz "spietošanu", kas ir baktēriju spēja kolektīvi pārvietoties. Bakteriofāgi ir vīrusi, kas inficē baktērijas un uzbrūk tām no iekšpuses.
Jaucot antibiotiku gentamicīnu ar P. aeruginosa baros atklājās, ka baktērijas sūta signālus savām sugas baktērijām, brīdinot viņus par briesmām un ļaujot no tiem izvairīties.
The Pseidomonas baktērijas to izdara, izdalot Pseidomonas hinolona signalizācijas (PQS) molekula, raksta autori. Viņi paskaidro: "Šie mehānismi kopumā ietekmē infekcijas ierobežošanu līdz apakšpopulācijai, kas veicina kopējo iedzīvotāju izdzīvošanu."
Pētījuma līdzautore Nina Molin Høyland-Kroghsbo, Dānijas Kopenhāgenas universitātes Veterināro un dzīvnieku zinātņu katedras docente komentē eksperimentus un to secinājumus.
“Laboratorijā varam redzēt, ka baktērijas vienkārši peld pa“ bīstamo zonu ”ar antibiotikām vai bakteriofāgiem. Kad viņi saņem brīdinājuma signālu no radiniekiem, mikroskopā var redzēt, ka viņi pārvietojas kārtīgā lokā apkārt, ”atsaucoties uz spietojošo kustību, stāsta pētnieks.
"Tas ir gudrs baktēriju izdzīvošanas mehānisms," viņa turpina. "Ja izrādās, ka baktērijas, inficējot cilvēkus, izmanto to pašu izvairīšanās manevru, tas var palīdzēt izskaidrot, kāpēc dažas baktēriju infekcijas nevar efektīvi ārstēt ar antibiotikām."
"Mums ir diezgan aizraujoši redzēt, kā baktērijas sazinās un maina uzvedību, lai izdzīvotu visa baktēriju populācija. Var gandrīz teikt, ka viņi darbojas kā viens vienots organisms. ”
Nina Molin Høyland-Kroghsbo
Bruģējot ceļu efektīvākām antibiotikām
Saistītajā redakcijā Džūlija C. van Kesele komentē secinājumu nozīmīgumu, sakot, ka P. aeruginosaSpēja ietekmēt grupas uzvedību, piemēram, spietošana, reaģējot uz stresu, ir “unikāls” atradums. Tas lika pētījuma autoriem izveidot terminu “kolektīva reakcija uz stresu”, raksta van Kesels.
Pētījuma autori arī komentē veidus, kā viņu atklājumi galu galā varētu palīdzēt pārvarēt antibiotiku rezistences krīzi.
Lai gan ir daudz vairāk darba, pirms atklājumi noved pie noderīgas ārstēšanas izstrādes, nākamais izpētes solis būs atrast veidus, kā iejaukties baktēriju PQS signalizācijā.
Atzinumi “[atbrīvo] narkotiku lietošanu, mēģinot novērst brīdinājuma signāla izsūtīšanu,” saka Ņina Molina Hailanda-Kroghsbo.
"Alternatīvi, jūs varat izstrādāt vielas, kas var bloķēt signālu no citu baktēriju uztveršanas, un tas potenciāli varētu padarīt ārstēšanu ar antibiotikām vai bakteriofāgu vīrusiem efektīvāku," piebilst pētnieks.
“Infekcijas ar šāda veida baktērijām ir liela problēma visā pasaulē, ar daudzām hospitalizācijām un nāvi. Tāpēc mēs esam patiesi priecīgi, ka varam sniegt jaunas zināšanas, kuras potenciāli var izmantot cīņā pret šīm baktērijām. ”
Nina Molin Høyland-Kroghsbo
