Двери закрываются: учёные обнаружили у опасных бактерий механизм защиты от антибиотиков

Группа учёных из Имперского колледжа Лондона (Великобритания) исследовала палочковидные бактерии Klebsiella pneumoniae. Эта бактерия, известная также как палочка Фридлендера, является опасной внутрибольничной инфекцией, проникающей в лёгкие и кровь пациентов с ослабленным иммунитетом. Микробиологи сумели определить механизм, благодаря которому она стала устойчивой к воздействию антибиотиков. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Communications.

Устойчивость штаммов возбудителей инфекции к антибиотикам представляет особую опасность для пациентов больниц и является результатом естественного отбора посредством случайных мутаций бактерий при воздействии антибиотика. Микроорганизмы способны переносить генетическую информацию устойчивости к антибактериальным препаратам путём горизонтального переноса генов (когда передача генетического кода происходит непосредственно между группами живых организмов, а не по наследству, как во время вертикального переноса).

Как и многие другие опасные бактерии, палочка Фридлендера становится всё более невосприимчивой к самым эффективным антибиотикам, в том числе класса карбапенемов, применяемых против самого широкого спектра возбудителей болезней.

Учёные сравнили структуры устойчивых и восприимчивых к карбапенемам бактерий Klebsiella pneumoniae. В структуре клеток бактерии существуют поверхностные поры — своеобразные двери, через которые антибиотики попадают внутрь возбудителя. В устойчивых к антибиотикам образцах исследователи или обнаруживали изменённые версии белка, формирующего поры в клеточной стенке, или вовсе не находили такого протеина. Модифицированные резистентные бактерии обладали порами меньшего размера, что позволяло им «запираться» от антибиотических препаратов.

• Структура устойчивого к антибиотикам белка бактерии Klebsiella pneumoniae
• © Wong et al. (2019)

После тестирования Klebsiella pneumoniae на мышах выяснилось, что «закупорившиеся» бактерии потребляют меньше питательных веществ. Это приводит к замедлению их роста и ослаблению, отмечают исследователи. Однако принципиально это не влияет на их резистентность к антибиотикам.

Учёные уверены, что их изыскания помогут в разработке препаратов, способных «вскрывать замки» бактерий.

«Поскольку такие опасные бактерии, как Klebsiella pneumoniae, приобретают устойчивость к карбапенемам, нам важно было понять, как им это удаётся. Это исследование даёт нам крайне ценные знания, которые позволят разрабатывать новые стратегии и создавать новые препараты», — заключает руководитель исследования Джошуа Вонг.

Напомним, Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) считает проблему устойчивости бактерий к антибиотикам одной из главных угроз для человечества. По оценкам ВОЗ, около 70 тыс. человек ежегодно умирают от устойчивых к лекарствам штаммов бактериальных инфекций, СПИДа, туберкулёза и малярии. Эксперты предупреждают, что к 2050 году эта цифра может увеличиться до 10 млн.