С каждым годом бактерий, устойчивых к антибиотикам, становится все больше. Особую тревогу у медиков вызывают микроорганизмы группы ESKAPE — золотистый стафилококк, энтерококк, клебсиелла, синегнойная палочка, ацинетобактер и энтеробактер. Микроорганизмы из этой группы вызывают большинство трудноизлечимых инфекций, особенно распространенных в больницах, — пневмонии, болезни мочевыводящих путей, поражения слизистых и ран, а также менингит. При этом представители ESKAPE быстро мутируют и перестают реагировать на привычные лекарства, и врачам становится все сложнее бороться с ними традиционными методами. Поэтому ученые стремятся найти принципиально новые подходы к лечению, к которым бактерии не смогут выработать устойчивость.
Исследователи из Санкт-Петербургского научно-исследовательского института эпидемиологии и микробиологии имени Пастера (Санкт-Петербург) с коллегами определили, что бороться с бактериями группы ESKAPE можно с помощью естественных киллеров — клеток иммунной системы, которые уничтожают раковые, а также зараженные вирусами и бактериями клетки в организме человека. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в International Journal of Molecular Sciences.
Ранее исследования показали, что естественные киллеры выделяют в окружающие ткани микроскопические пузырьки (везикулы), которые активируют воспалительные реакции, связанные с работой иммунитета, а также вызывают гибель опухолевых клеток. Однако до сих пор не было известно, участвуют ли везикулы в разрушении микробных клеток естественными киллерами и, если да, то как именно.
Для экспериментов авторы взяли клеточную линию естественных киллеров NK-92, выделенную еще в 1992 году у пациента с раком и с тех пор широко используемую в научных и клинических исследованиях. Ученые проверили, способны ли эти клетки и их везикулы влиять на рост шести представителей группы ESKAPE.
Оказалось, что клетки NK-92 подавляют образование колоний золотистого стафилококка, клебсиеллы, ацинетобактера и энтеробактера, но не влияют на состояние энтерококка и синегнойной палочки.
Эксперимент с везикулами, выделенными из клеток NK-92, показал, что пузырьки блокируют рост золотистого стафилококка, при этом вступая в физический контакт с бактериями. Авторы предполагают, что везикулы доставляют к поверхности микробов белки, «продырявливающие» их мембраны, а потому приводящие к гибели клеток. Однако точный механизм антимикробного эффекта пока остается не до конца понятен.
Более того, обработка везикулами сделала золотистый стафилококк более чувствительным к антибиотику клиндамицину. Минимальная концентрация этого лекарства, позволяющая подавить рост бактерий, снизилась на 32% от исходной.
«Проведенные тесты показали, что везикулы вступают в непосредственный контакт с бактериями, но при этом подавляют рост только стафилококка. Возможно, такая избирательность связана с различиями в строении защитных оболочек у исследуемых микроорганизмов. Однако полученный результат уже очень ценен: открытие позволит использовать меньшие дозы антибиотика при борьбе с многочисленными инфекциями, вызываемыми золотистым стафилококком, и уменьшить побочные эффекты для пациентов. В дальнейшем нам предстоит улучшить антимикробные свойства везикул, в частности, найти способ обогатить их действующим веществом», — рассказывает участник проекта, поддержанного грантом РНФ, Полина Гребенкина, лаборант-исследователь Санкт—Петербургского научно-исследовательского института эпидемиологии и микробиологии имени Пастера, младший научный сотрудник отдела иммунологии и межклеточных взаимодействий НИИ акушерства, гинекологии и репродуктологии имени Д.О. Отта.
В исследовании принимали участие сотрудники Научно-исследовательского института акушерства, гинекологии и репродуктологии имени Д.О. Отта (Санкт-Петербург), Первого Санкт-Петербургского государственного медицинского университета имени академика И.П. Павлова (Санкт-Петербург) и Военно-медицинской академии имени С.М. Кирова (Санкт-Петербург).