: 04.10.2023
Антибиотики могут приносить патогенам не только вред, но и пользу
После открытия первого антибиотика – пенициллина – казалось, что проблема инфекционных болезней окончательно решена. Однако со временем бактерии становятся нечувствительны к широко применяемым препаратам, и, по прогнозу специалистов, к 2050 г. лекарственная устойчивость инфекционных агентов может стать одной из главных причин смертности. Чтобы найти решение этой глобальной проблемы, нужно углублять наши знания о взаимодействии антибиотиков и бактерий
Природные антибиотики – это химические соединения, вырабатываемые самими микроорганизмами, включая бактерии, для борьбы с другими микроорганизмами. Но здесь есть одна тонкость: когда эти соединения покидают «родительские» клетки, они с большей вероятностью сначала встретятся с представителями своего вида, чем с «врагами». Не могут ли такие антибиотики на самом деле быть многофункциональными и приносить пользу «своим»?
Как известно, популяция бактерий растет лишь при наличии достаточного количества ресурсов, а при нехватке питательных веществ рост сменяется спадом, зачастую очень резким. Оставшиеся особи (к примеру, имеющие полезные мутации) могут поддерживать некоторую численность популяции, пока условия опять не станут благоприятными.
Играют ли роль в этих процессах природные антибиотики, до недавнего времени было неизвестно. Стандартные лабораторные тесты на чувствительность к ним проводят в течение короткого времени (от 4 часов), и фаза сокращения популяции обычно не затрагивается. При том что в кишечнике человека, к примеру, доступность питательных веществ может резко колебаться из-за высокой конкуренции за ресурс.
Ученые из Великобритании и Германии в течение длительного времени изучали популяционную динамику разных штаммов кишечной палочки (Escherichia coli) в присутствии антибиотиков доксициклина и эритромицина. Эти антибиотики относят к бактериостатическим: они не убивают бактерии, а останавливают их рост. Нацелены они на рибосомы – «фабрики» по синтезу белка. В качестве контроля использовались антибиотики пенициллин и рифампицин, с другим механизмом действия.
Оказалось, что штаммы с генетическими «поломками» в системе защиты от стресса, вызванного активными формами кислорода (ионами кислорода, свободными радикалами и перекисями), растут только в присутствии доксициклина и эритромицина, которые в данном случае выступают в роли «антиоксидантов». Хотя эти антибиотики и замедляют рост бактерий, они способствуют их лучшему выживанию в фазу сокращения популяции, по-видимому, именно за счет нейтрализации этих высокореакционных соединений, вызывающих повреждения клетки. Правда, бактерии, которые выработают устойчивость к таким антибиотикам, потеряют это преимущество.
Меняет ли это открытие что-то в практическом смысле? Вероятно, не в том случае, когда патогены, столкнувшись с антибиотиками и иммунной системой человека, подавляются быстро. Но если инфекционные агенты будут длительно находиться в организме человека, проходя через периоды недостатка питательных веществ, то надо учитывать, что некоторые антибиотики помогут им пережить это трудное время.
Фото: https://www.flickr.com
: 04.10.2023 
