Давайте поговорим об антибиотиках и о том, почему принимать их нужно строго по назначению врача. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) внесла проблему появления бактерий, устойчивых к антибиотикам в список серьезных угроз, стоящих перед человечеством. Устойчивость к антибиотикам сегодня является причиной смерти около 700 000 человек в год, при этом усложняет лечение многочисленных инфекций, включая пневмонию, туберкулез и гонорею. Если ученые не найдут способ борьбы с этими бактериями, число жертв от сегодня предотвратимых заболеваний может составить 10 миллионов смертей в год уже к 2050 году.

Бактерии нашли способ выжить без важной структуры

Почему появились бактерии, устойчивые к антибиотикам?

Широко распространенное использование антибиотиков во всем мире во многом связано с появлением устойчивых к антибиотикам бактерий, которые в настоящее время представляют собой одну из самых серьезных угроз для здоровья. Бактерии, как и другие организмы на нашей планете, стремятся выжить любой ценой. После открытия пенициллина жизнь многих бактерий существенно усложнилась. Чтобы продолжить свое существование, некоторые бактерии приобрели устойчивость к антибиотикам путем изменений в геноме.

Бактерии, устойчивые к антибиотикам представляют собой серьезную угрозу людям во всем мире

Сегодня, некоторые бактерии способны даже разрушать антибиотики. Также они прекратить рост и деление. Подобное поведение бактерий затрудняет их обнаружение для иммунной системы. Однако новое исследование ученых, опубликованное в журнале Nature, сосредоточено на малоизвестном способе, который бактерии используют для достижения устойчивости к антибиотикам. Исследователям удалось показать, что бактерии могут «менять форму» в организме человека, чтобы избежать воздействия антибиотиков — этот процесс не требует генетических изменений, способствуя размножению бактерий.

Как антибиотики убивают бактерии?

Практически все бактерии окружены структурой, которая называется клеточной стенкой. Стенка похожа на толстую оболочку, защищающую бактерии от воздействий извне. Также стенка придает бактериям правильную форму (например, палочки или сферы) и помогает им эффективно делиться. А вот клетки человека такой «оболочкой» не обладают. Из-за этого иммунная система легко распознает опасные бактерии — их клеточная стенка сильно отличается от всех остальных клеток. По той же самой причине, клеточная стенка является мишенью для наиболее часто используемых антибиотиков, например пенициллина. Таким образом, антибиотики, работа которых направлена на поиск бактерий с «оболочкой», могут убивать бактерии, не причиняя человеку никакого вреда.

Тем не менее, ученым известно о бактериях, способных выживать без клеточной стенки. Если окружающие условия способны защитить бактерию от агрессивного воздействия окружающей среды, бактерии могут превратиться в так называемые «L-формы», то есть бактерии без клеточной стенки. Такие бактерии были обнаружены в 1935 году микробиологом Эмми Клиенбергер-Нобель и получили название в честь Института профилактической медицины Листера.

На видео ниже показано, как бактерии меняют свою форму.

Для создания защитной для бактерий среды в лаборатории, ученые часто используют сахар. Подобные изменения внутри человеческого организма, как правило, вызывают антибиотики, которые воздействуют на клеточную стенку бактерий или определенные иммунные молекулы, например лизоцим — она помогает защитить глаза от бактериальных инфекций и присутствует в слезе. Бактерии без клеточной стенки часто становятся хрупкими и теряют форму. Однако они также становятся частично невидимыми для нашей иммунной системы и потому полностью устойчивы ко всем типам антибиотиков, действие которых направлено на поиск и уничтожение бактерий с клеточной стенкой.

Ученые давно подозревали, что изменение формы бактерий может способствовать рецидивирующим инфекциям, помогая бактериям скрываться от иммунной системы и противостоять антибиотикам. Тем не менее, доказательства этой теории было очень трудно найти из-за неуловимой природы L-форм и отсутствия соответствующих методов для их обнаружения.

В какой среде бактерии меняют форму?

В исследовании рассмотрены виды бактерий, связанные с рецидивирующими инфекциями мочевыводящих путей (ИМП). Было установлено, что многие виды бактерий, в том числе кишечная палочка и энтерококк, могут выжить в виде L-форм в организме человека. Ученые обнаружили эти бактерии, используя флуоресцентные зонды, распознающие бактериальную ДНК.

Бактерии L-формы выглядят по-разному

В ходе исследования, ученые проверили образцы мочи пожилых пациентов с рецидивирующими ИМП, выращивая их в чашке Петри с высоким содержанием сахара. Эта среда не только помогла защитить бактерии, но также изолировала бактерии L-формы, которые присутствовали в образцах. Специалисты отмечают, что согласно результатам исследования, антибиотики необходимо тестировать в условиях, схожих с условиями в организме человека. Те условия, которые в настоящее время используются в медицинских лабораториях, не обеспечивают достаточной защиты для выживания бактерий деликатных L-форм.

Специалисты надеются, что полученные результаты в будущем помогут найти способ борьбы с устойчивыми к антибиотикам бактериями. Комбинирование активных антибиотиков клеточной стенки с антибиотиками, которые убивают L-формы, может стать одним из способов борьбы с инфекциями. Так что наша битва с бактериями продолжается.