Физики указали на простой механизм формирования у бактерий устойчивости к антибиотикам
Специалисты из Университета МакМастера впервые определили простой механизм, используемый потенциально смертельными бактериями для защиты от антибиотиков. Он может пролить новый свет на то, как микробы адаптируются к препаратам.
Результаты исследования представлены в Nature Communications Biology. Они могут помочь в создании более эффективных препаратов для борьбы с инфекциями, сообщает eurekalert.org.
«В мире существует множество бактерий и антибиотиков. Предлагая основную модель, подходящую для многих из них, мы гораздо лучше поймем, как предсказывать и бороться с иммунитетом к лекарствам», — сказал профессор Майкель Райнштадтер.
Специалисты рассмотрели, как мембраны микробов взаимодействуют с полимиксином В (PmB). Препарат часто используют для лечения инфекций глаз, крови мочевых путей и менингита. Они сосредоточились на PmB, так как ранее он считался сильнейшим средством в своей группе. Этот статус поставили под сомнение в 2016-м, когда у бактерий обнаружили ген, позволяющий формировать иммунитет даже к полимиксину.
«Мы хотели понять, как патогены останавливают действие данного лекарства, — сказал первый автор работы, Адри Хондкер. – Если это удастся выяснить, мы сможем разработать более эффективные антибиотики».
Использовав методики, традиционно применяемые физиками для изучения материалов, команда получила изображения бактериальных мембран в высоком разрушении, позволяющем увидеть отдельные молекулы. Они показали, как антибиотики формируют отверстия в этой структуре, убивая клетку. Изображения показали, какая часть лекарства проходит через мембрану, где и насколько глубоко она проникает. Команда симулировала эти процессы по микросекундам на мощных игровых компьютерах. Выяснилось, что, при развитии иммунитета, мембрана становится жестче, а ее заряд падает. В результате структура меньше привлекает лекарство и ее сложнее пробить.
«Об этом механизме долго спорили, — сказал Райнштадтер. – Мы впервые показали, что процесс замедляется, а мембрана становится жестче».
