Бактерии оказались способны менять форму, избегая антибиотиков

Бактерии способны приобретать устойчивость к действию антибиотиков, используя различные стратегии. В некоторых случаях они могут менять мишень, на которую воздействует препарат, в других — прекращают рост и деление, а затем замирают, пока опасность не пройдет. Иногда микроб получает ген, позволяющий синтезировать вещество, нейтрализующее антибиотик. Теперь же ученые исследовали у бактерий еще один, плохо изученный способ скрыться от угрозы — изменение формы клеток. Результаты работы они представили в статье, опубликованной в журнале Nature. 

Округлая, палочковидная или другая форма бактериальной клетки задается ее жесткой клеточной стенкой. Она защищает микроб от множества опасностей внешней среды, но она же служит важной мишенью, которую распознает наша иммунная система и которую атакуют некоторые антибиотики, включая пенициллин. Однако бактерии способны выживать и без клеточной стенки, нередко принимая при этом форму буквы L и делаясь нечувствительными к антителам и многим лечебным препаратам. Такие L-формы исследовали Катаржина Мицкевич (Katarzyna Mickiewicz) и ее коллеги из Ньюкаслского университета.

Авторы использовали бактерии кишечной палочки, способные вызывать хроническую инфекцию мочевыводящих путей. Микробные клетки пометили флуоресцентными маркерами, которые связываются с бактериальной ДНК, и выращивали их на богатой сахарами среде, стимулирующей выживание без клеточной стенки. Стенку разрушали пенициллином, наблюдая, как бактерии переходят в L-формы. Более того, после удаления из среды пенициллина ученые отследили, как в течение примерно пяти часов микробы снова наращивают стенку и становятся обычными палочками. Такие превращения были продемонстрированы и в эксперименте с зараженными бактериями мальками рыбок данио.

«У “здоровых” пациентов появившиеся L-формы, скорее всего, будут уничтожены иммунной системой. Однако у ослабших и пожилых людей, как и в наших опытах, они способны выживать, — говорит Мицкевич. — Затем они выращивают клеточную стенку, и развивается новая инфекция. Это и может быть одной из главных причин постоянного возвращения болезни у пациентов с хроническим воспалением мочевых путей. Врачам, возможно, следует рассмотреть комбинированное лечение: антибиотик для разрушения клеточных стенок и еще один, справляющийся с этой “скрытой” L-формой, атакующий РНК, ДНК или даже мембрану клеток».