В университете Суррея (Великобритания) разработали первую в своем роде трехмерную компьютерную модель, которая позволяет более эффективно изучать механизмы устойчивости опасной бактерии Pseudomonas aeruginosa к антибиотикам. Этот патоген признан Всемирной организацией здравоохранения одним из наиболее опасных. Бактериальная устойчивость к противомикробным препаратам в 2019 году стала причиной 1,27 млн смертей по всему миру. Новая модель открывает путь к более быстрым и действенным методам лечения инфекций.
Ученые использовали бесплатную компьютерную программу BioDynaMo, чтобы создать трехмерную модель образования бактериальных биопленок. Биопленка — это защитная липкая оболочка из сахаров, белков и ДНК, которую микробы создают вокруг себя. Такая «броня» помогает им надежно закрепляться на водопроводных трубах и делает их неуязвимыми для антибиотиков, что серьезно затрудняет лечение.
Главное отличие новой разработки в том, что она учитывает постоянное движение жидкости, что максимально приближает симуляцию к реальным условиям работы больничного оборудования. Модель демонстрирует не только рост биопленки и изменение ее структуры, но и процесс естественного отсоединения бактерий для колонизации новых участков. Ученые проверили точность компьютерной симуляции, сравнив ее с лабораторными экспериментами, и подтвердили, что она достоверно отражает поведение реальных микробных сообществ.
Созданная виртуальная среда существенно упрощает изучение процессов, которые раньше было крайне сложно наблюдать из-за их микроскопического масштаба. Теперь исследователи могут тестировать новые гипотезы без необходимости проводить дорогостоящие и длительные опыты в пробирках.
Кроме того, предложенный подход можно адаптировать и для других видов бактерий, чтобы прогнозировать, как скорость потока жидкости, материал поверхности или особенности микробов влияют на распространение инфекции.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что новая растительная повязка не дает инфекции закрепиться.