Защо антибиотиците се провалят в борбата срещу бактериите
Бактериите, които са имунизирани срещу действието на антибиотиците, се превърнаха в основна грижа за медицинските изследователски общности по света. Ново проучване изследва какво прави тези "супербуболечки" устойчиви на някои от най-мощните лекарства.
Едва наскоро, на Медицински новини днес, представихме проучване, подчертаващо непрекъснато нарастващата криза на супербубовете, разпространяващи се с неочаквано бързи темпове по целия свят.
Авторите на това изследване отправят мрачното предупреждение, че ако бактериите продължават да се „бронират“ толкова ефективно и с такава скорост, антибиотиците скоро могат да станат напълно неефективни срещу тях.
Ето защо е от изключителна важност да се разбере как точно тези микроорганизми могат да отблъснат лекарствата, които преди са били в състояние да действат срещу тях. Това знание ще бъде първата стъпка в изготвянето на по-силни лечения за борба с упоритите бактериални инфекции.
В ново проучване екип от физици от университета Макмастър в Хамилтън, Канада, сега е установил какво позволява на бактериите да отблъскват антибиотиците, след като станат резистентни.
Въпреки че механизмът е прост, това е първият път, когато изследователите са изследвали и са успели да го определят, благодарение на високо чувствителната технология.
Водещият автор на изследването проф. Maikel Rheinstädter и колегите докладват своите констатации в изследване, публикувано в списанието Биология на комуникациите в природата публикува днес. Изследователите вярват, че тяхното откритие може да помогне на учените да разработят по-ефективни лекарства за лечение на инфекции.
„Има много, много бактерии и толкова много антибиотици, но като предложим основен модел, приложим за много от тях, можем да имаме много по-добро разбиране за това как да се справим и да предскажем по-добра резистентност“, отбелязва проф. Райнщадтер.
Нужда от разбиране на микромеханизмите
За да разберат как упоритите бактерии са в състояние да задържат мощните антибиотици, изследователите проучиха подробно механизма, който позволява на едно от тези лекарства да проникне през бактериалната мембрана и да свърши своята работа.
За това проучване изследователите се насочиха към полимиксин В, антибиотик, който лекарите използват при лечение на менингит и инфекции на пикочните пътища, очите и кръвта.
Изследователите обясняват, че са избрали това специфично лекарство, тъй като преди това е било единственият антибиотик, който би действал срещу бактерии, които иначе са били устойчиви на лекарства. Преди няколко години обаче екип от специалисти от Китай установи, че един бактериален ген може да направи тези микроорганизми имунизирани срещу полимиксини.
„Искахме да разберем как тази бактерия по-конкретно спира това лекарство в конкретния случай“, казва първият автор Adree Khondker и добавя: „Ако можем да разберем това, можем да създадем по-добри антибиотици.“
Изследователите използваха специализирани, чувствителни инструменти, които направиха възможно анализирането на бактериалната мембрана. Тези инструменти изобразяват изображения с изключително висока разделителна способност, които улавят дори отделни молекули с размери около една милионна част от ширината на една нишка коса.
„Ако вземете бактериалната клетка и добавите това лекарство, в стената ще се образуват дупки, които действат като пробивач на дупки и убиват клетката“, отбелязва Хондкер. „Но имаше много дебати за това как първоначално са се образували тези дупки.“
Какво се случва с устойчивите бактерии?
Механизмът, по който антибиотикът прониква в бактериалната мембрана, работи по следния начин: бактерията, която има отрицателен заряд, автоматично „привлича” лекарството, което има положителен заряд.
Въпреки това, когато това се случи, бактериалната мембрана действа като бариера срещу антибиотика, имайки за цел да му попречи да достигне вътрешността на бактерията. При нормални обстоятелства това е неефективно, тъй като мембраната е достатъчно тънка, за да може антибиотикът да „пробие дупки“ в нея.
Въпреки това, в случай на устойчива на лекарства бактерия, модерната технология на изследователите разкри, че мембраната става по-твърда и много по-трудна за проникване. Освен това отрицателният заряд на бактерията става по-слаб, което означава, че за антибиотика е по-трудно да го локализира и да се „придържа“ към него.
Както Хондкер го описва, „За наркотика това е все едно да преминем от рязане на Жело до рязане през скала.“
Това е първият път, когато изследователски екип успява да определи със сигурност тези промени, подчертават разследващите.
„Имаше много спекулации относно този механизъм. Но за първи път можем да докажем, че мембраната е по-твърда и процесът се забавя. "
Проф. Maikel Rheinstädter
