Ученые нашли новый метод борьбы с устойчивыми к антибиотикам бактериями
Стресс часто заставляет бактерии образовывать биопленки. Стресс может проявляться в виде физического барьера, ультрафиолета или токсичного вещества, такого как антибиотики. На формирование этих биопленок уходит от нескольких часов до дней, и они могут быть различной формы, размера, цвета и текстуры в зависимости от вида бактерий.
Нахождение в состоянии биопленки защищает их от вредных веществ в окружающей среде - биопленки имеют уникальную внешнюю стенку с другими физическими и химическими свойствами, чем их отдельные клетки. Они могут координировать обмен веществ, замедлять свой рост и даже образовывать непроницаемый барьер из морщин и складок.
Это один из способов достижения ими высокой устойчивости к антибиотикам. Исследователи из Соединенного Королевства недавно изучили переход бактерии Сенная палочка из свободно движущегося роя в биопленку в качестве защитного механизма и опубликовали то, что они сделали для борьбы с его резистивными к антибиотикам свойствами в .
Чтобы определить, ведет ли их тестовый штамм как другие, они сначала провели с ними стресс-тесты. Они проверили реакцию бактерий на физический барьер, ультрафиолетовый свет и антибиотики. Добавление физического барьера привело к переходу бактерий из одного слоя в многослойный с последующим увеличением плотности клеток и образованием многослойных островков около барьера. Позже на островках у барьера в том месте, где они начали появляться изначально, образовались морщины.
Когда они применили ультрафиолетовый свет к рою, они снова наблюдали падение скорости клеток и увеличение плотности. А после того, как ученые добавили большую дозу антибиотика канамицина, бактериальные клетки образовали биопленку. Затем исследователи разработали стратегию борьбы с этой бактериальной биопленкой.
Они добавили канамицин в среду новой партии роящихся бактериальных клеток и наблюдали, как начала формироваться биопленка. Затем они повторно ввели антибиотик в гораздо большей дозе, чем первая, как раз перед завершением образования биопленки. В результате произошло разрушение частично сформированной биопленки и гибель бактериальных клеток.
Это показывает, что устойчивые к антибиотикам бактерии теряют устойчивость к антибиотикам, когда они претерпевают фазовый переход, прямо перед переходом в биопленку, где они станут гораздо более устойчивыми. Таким образом, при правильном назначении антибиотиков бактерии могут быть атакованы в их наиболее уязвимом состоянии и уничтожены. Исследователи полагают, что аналогичные переходы из роя в биопленку происходят и у других видов бактерий.
Их исследования могут проложить путь к поиску более эффективных способов борьбы с клинически значимыми бактериями. Например, Salmonella enterica, которая распространяется в кровоток и передается через зараженную пищу. Или Pseudomonas aeruginosa с множественной лекарственной устойчивостью, которая после операции вызывает инфекции в крови, легких (пневмонию) и других частях тела и распространяется в больницах.