Мишенью антибиотиков служат не только бактерии, но и иммунные клетки организма

Антибиотики, как известно, вызывают множество побочных и довольно неприятных эффектов. В первую очередь, это угнетение «хороших» бактерий, обитающих в нашем организме. Недаром практически всегда врач, выписывая такое антибактериальное лекарство, одновременно назначает препарат для нормализации состава кишечной микрофлоры.

Исследования метаболома организма, т.е. совокупности множества молекул – промежуточных продуктов обмена веществ, показали, что он также меняется в результате приема антибиотиков. До сих пор считалось, что это также является следствием изменения бактериальных популяций организма – его микробиома. Но сейчас ученым удалось показать, что изменения концентраций метаболитов связаны, в том числе, с тем влиянием, которое антибиотики оказывают на клетки млекопитающих.

Предыдущие эксперименты на лабораторных мышах и культурах клеток человека показали, что некоторые антибиотики повреждают митохондрии (клеточные «энергостанции»), затрудняя клеточное дыхание, что отрицательно отражается на производстве энергии, необходимой для полноценного функционирования клеток. И такое влияние далеко не случайно: по современным представлениям, митохондрии образовались из прокариотических клеток, которые миллиарды лет назад были поглощены «предками» эукариотических клеток высших организмов. В результате такого симбиоза наши клетки содержат в себе «потомков» прокариот, к которым относятся и бактерии, и эти органеллы оказываются чувствительными к антибиотикам.

Сейчас ученые более детально исследовали, как происходит этот процесс. Экспериментальной моделью стали мыши, брюшную полость которых инфицировали бактериями кишечной палочки. Инфекцию лечили широко используемым антибиотиком ципрофлоксацином, добавляя его в питьевую воду в концентрации, пропорциональной обычной «человеческой» дозе. Животные в контрольных группах либо получали только ципрофлоксацин, либо были только инфицированы. У всех животных измеряли биохимические показатели в ткани брюшины, в легких – органах, расположенных далеко от очага инфекции, и в плазме крови, отслеживая системные изменения в организме.

Оказалось, что под действием ципрофлоксацина концентрации некоторых веществ изменялись только в воспаленной брюшине, а в крови и в легких – нет. Что означает, что антибиотики могут влиять не только на микробиом, но и непосредственно на клетки и ткани, вовлеченные в инфекционный процесс. Изменения, зафиксированные в ткани брюшины, могли быть следствием нарушения работы митохондрий.

Важно то, что в результате приема антибиотика бактерии стали более устойчивыми к ципрофлоксацину. Кроме того, обработав ципрофлоксацином культуру клеток иммунной системы макрофагов, исследователи выяснили, что антибиотик действует на иммунные клетки напрямую: такие макрофаги стали хуже поглощать и убивать патоген – по-видимому, им не хватало для этого энергии.

Все вышесказанное не означает, что каждый антибиотик при любой инфекции будет угнетать функции иммунных клеток, но полученные результаты – доказательство возможности такого поворота событий. Более подробные исследования этого механизма действия антибиотиков на течение инфекции помогут эффективнее лечить заболевания: если точно знать, что происходит, больше шансов свести к минимуму негативные эффекты.

Ученые планируют провести дополнительные исследования на лабораторных животных, болеющих разными инфекциями, которые предполагается лечить разными антибиотиками. Еще одна часть работы будет выполнена на людях: у пациентов, принимающих антибиотики, будет проводиться мониторинг определенных биохимических показателей, что, возможно, поможет обнаружить новые закономерности.

Фото: https://commons.wikimedia.org

Подготовила Мария Перепечаева