Когда в лаборатории проверяют эффективность антибиотика, это происходит в контролируемых условиях. Но когда инфекция развивается в организме человека, все не так гладко. Новое исследование лаборатории Левина в Вашингтонском университете показало, что даже небольшое изменение кислотности может изменяет реакцию бактерий на лечение. Результаты опубликованы в mBio. Исследование ученых посвящено бактерии Klebsiella pneumoniae — одной из основных причин смертельных инфекций и одному из самых устойчивых к антибиотикам патогенов в мире.
Цель исследования — выяснить, что происходит с устойчивостью к антибиотикам, когда Klebsiella pneumoniae растет в слабокислой среде, как в некоторых частях человеческого организма во время активной инфекции. Выяснилось, что при pH 5 бактерия становится в 64 раза более устойчивой к бета-лактамным антибиотикам — наиболее распространенному средству для лечения инфекций.
Бета-лактамы подавляют активность белков, участвующих в построении клеточной стенки бактерий, известных как белки клеточной стенки. Без них бактерия не может должным образом формировать свою клеточную стенку или делиться, и в конечном итоге погибает. Однако, помимо белков клеточной стенки, вырабатываемых при нейтральном pH, у K. pneumoniae, по-видимому, есть резервная группа белков, готовых вступить в работу при снижении pH.
Это стало неожиданностью, учитывая, что предыдущие исследования устойчивости патогенов проводились на модельном организме — кишечной палочке, у которой нет резервной группы белков.
Кроме того, был обнаружен еще один дублирующий белок синтеза клеточной стенки, PBP1b, активность которого, по-видимому, важна для реакции на стресс во время роста при низком уровне pH. Эти результаты позволяют предположить, что дублирующие белки помогают бактериям выживать при лечении антибиотиками в кислых средах.
В условиях растущей устойчивости к антибиотикам эти результаты служат предупреждением и открывают новые возможности. В будущем лаборатория Левина планирует расширить спектр условий, в которых они проводят скрининг чувствительности к антибиотикам, не ограничиваясь изменениями pH. Конечная цель — найти соединения или терапевтические средства, которые можно использовать вместе с нынешними антибиотиками, чтобы более эффективно бороться с инфекциями в условиях, приближенных к естественным.
Ранее Наука Mail рассказала, что обнаружен механизм пробуждения природного антибиотика в растениях.
