Чувствительные к антибиотикам бактерии могут выжить, если рядом с ними окажется много устойчивых микроорганизмов, выделяющих вещества, деактивирующие лекарство. Новый взгляд на то, как микробное окружение может снизить эффективность антибактериальной терапии, был опубликован 27 декабря в издании PLOS Biology. Работу провела группа микробиологов из Университета Гронингена (нидерл. Rijksuniversiteit Groningen) совместно с коллегами из Сан-Диего.
Статья подытожена видеороликом, демонстрирующим главный эксперимент исследования. В нём мы можем наблюдать отмеченный зелёным флуоресцирующим белком стафилококк, экспрессирующий ген устойчивости к антибиотику хлорамфениколу (в России препарат более известен под торговым названием «Левомицетин»). Рядом со стафилококком — чёрные бактерии Streptococcus pneumoniae, не обладающие такой устойчивостью. На питательной среде, содержащей антибиотик, зелёные бактериальные клетки начинают расти и распространяться, в то время как чёрные этого не делают. Но через некоторое время и отдельные чёрные клетки приступают к делению, причём их постепенно становится больше, чем зелёных.
Что происходит? Микробиолог Робин Сорг (Robin Sorg), первый автор статьи, поясняет: «Устойчивые бактерии поглощают хлорамфеникол и деактивируют его. В определённый момент концентрация препарата в питательной среде падает ниже критических значений, и бактерии, не обладающие устойчивостью, начинают размножаться. Нечто подобное наблюдалось и ранее: бактерии, невосприимчивые к пенициллину, способны вырабатывать ферменты под названием «бета-лактамазы», они разрушают антибиотик. Но в нашем случае антибиотик деактивируется внутри бактериальных клеток».
Открытие было сделано при помощи покадровой съёмки микропрепаратов и подтверждено компьютерным моделированием и экспериментами на мышах с моделью пневмонии. «У мышей мы наблюдали, как чувствительные к хлорамфениколу бактерии Streptococcus pneumoniae переживают лечение, если животное одновременно заражено устойчивыми к антибиотику микроорганизмами». Результаты работы исключили возможность передачи гена, связанного с устойчивостью к антибиотику, между бактериями.
Полученные данные можно поставить в один ряд с отдельными сообщениями из клиник, где чувствительные к антибиотикам бактерии иногда удавалось культивировать на основе биоматериала пациентов, не ответивших на антибактериальную терапию. Сорг поясняет: «Это всегда ставило врачей в тупик. Наша работа предлагает одно из возможных объяснений».
Итак, чувствительные к антибиотикам бактерии могут жить дольше в присутствии устойчивых штаммов — и даже вытеснить их. Что это значит с точки зрения повсеместного распространения бактериальной резистентности? «Сложно сказать, — отвечает Сорг. — Мы знаем, что использование антибиотиков приводит к отбору наиболее устойчивых штаммов. Однако мы не вполне понимаем, как идёт этот процесс, и почему бактериальная резистентность растёт так быстро. Отдельные микробиологические исследования, подобные нашему, помогают разобраться в некоторых деталях».
В ходе исследования было отмечено, что чувствительные к антибиотикам бактерии перестают расти, но не погибают. «Многие механизмы уничтожения, характерные для антибиотиков, ориентированы на делящиеся клетки, или, как минимум, на клетки с активно идущими обменными процессами. То, что не убивает бактерии, возможно, и не делает их сильнее, но определённо даёт им время, чтобы собрать гены устойчивости к антибиотикам из окружения».
Эта информация может быть важна для врачей, назначающих своим пациентам антибиотики. «Мы знаем, что должны быть осмотрительны при использовании препаратов, но, возможно, требуется большая осторожность, чем мы думали», — отметил Сорг.
