Антибиотики, как принято считать, уничтожают бактерии. Однако ученые из университета Ратгерса (США) доказали, что одно из самых распространенных лекарств от инфекций мочевыводящих путей, ципрофлоксацин, может, напротив, дать микробам неожиданный шанс на выживание и ускорить их эволюцию. Работа опубликована в Nature Communications.
Ципрофлоксацин нарушает энергетический баланс в клетках кишечной палочки E. coli, вызывая резкое падение уровня АТФ (универсального молекулярного топлива). Вместо гибели бактерии включают режим выживания: их дыхание ускоряется, вырабатываются активные формы кислорода, запускается стресс-реакция. Часть клеток переходит в состояние персистенции: они замирают, избегают действия антибиотика и пережидают неблагоприятный период. Именно такие клетки часто становятся причиной рецидивов инфекций.
В лабораторных опытах бактерии под влиянием стресса выживали в 10 раз чаще, чем обычные, и гораздо быстрее мутировали. Всего за несколько раундов воздействия они приобретали устойчивость к препарату. Причина — в повреждениях ДНК из-за кислородного стресса. При восстановлении этих повреждений возникают ошибки, запускающие мутации.
Таким образом антибиотики, созданные для борьбы с бактериями, могут непреднамеренно усиливать их адаптацию. Похожий эффект наблюдается и у других препаратов — ампициллина и гентамицина. А чувствительность к такому энергетическому стрессу обнаружена даже у возбудителя туберкулеза — Mycobacterium tuberculosis.
По оценкам, устойчивость к антибиотикам ежегодно приводит к 1,27 млн смертей. Новые данные подсказывают, что для сохранения эффективности лечения нужно учитывать метаболические эффекты антибиотиков. Ученые предлагают три решения: тестировать препараты на энергетические побочные действия, использовать ингибиторы стресс-реакции и отказаться от чрезмерно высоких доз, которые могут вызывать обратный эффект.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что ИИ-платформа найдет антибиотик против супербактерий за пару дней.