Микробов убивает информационный голод

Эффективность существующих антибиотиков может быть повышена в несколько тысяч раз, если отключить у микробов рецептор, сообщающий им о том, что их коллеги голодают, считают биологи, опубликовавшие результаты своих экспериментов в Science.

Если два-три года назад оценки рисков, связанных с распространением бактериальных инфекций, которые не лечатся никакими антибиотиками, были тревожными, то сейчас они близки к паническим: даже консервативные эксперты согласны с тем, что система здравоохранения стоит на пороге кризиса, грозящего если и не вернуть человечество в эпоху, предшествовавшую изобретению пенициллина, то сделать бесполезными методики лечения некоторых инфекций, которые до недавнего времени были очень эффективными.

Последняя неделя оказалась особенно урожайной на плохие новости, поступающие из Европы и Америки.

Согласно исследованию, опубликованному в журнале Environmental Science and Technology, даже самые передовые технологии, применяемые для очистки стоков, не в состоянии предотвратить попадание резистентных к антибиотикам бактерий в естественные водоемы. Главным поставщиком таких супермикробов продолжают оставаться животноводческие фермы и городская канализация: фермеры активно применяют антибиотики для профилактики и лечения скота, горожане – для дезинфекции, лечения элементарного насморка и даже вирусных заболеваний, которые вообще не поддаются лечению антибиотиками.

На этом фоне предложение ввести в клиническую практику специальный «индекс сопротивляемости антибиотикам», озвученное группой физиологов в British Medical Journal Open показывает лишь, что у медиков, пытающихся хоть как-то отрегулировать бездумное использование лекарств, остается все меньше пространства для маневра, так как номенклатура новых антибиотиков сокращается (фармацевтическим компаниям не выгодно вкладывать деньги в дорогостоящую разработку мощных препаратов, которые на фоне перенасыщенности рынка антибиотиками пользуются меньшим спросом), эффективность же старых падает.

О реальных масштабах проблемы сообщает The Independent.

Только в Европе от неизлечимых инфекций умирают за год 25 тысяч человек.

Притом отнюдь не от золотистого стафилоккока, печально знаменитого своей невосприимчивостью к антибиотикам: уже до половины случаев заражений крови тривиальной клебсиеллой пневмонии (K.pneumoniae) не удается вылечить мощнейшими карбапенемами, применяемыми в самых критичных ситуациях, а до 50% кишечных инфекций уже не поддается лечению другими мощными антибиотиками – фторхинолонами.

Похоже, что за 70 лет активного использования антибиотиков точка возврата, когда распространение супербактерий можно было если не приостановить, то хотя бы контролировать, уже пройдена, и пришла пора разработать принципиально новую стратегию борьбы с микробами.

О возможном выходе из тупика, в котором оказалась современная инфекционная медицина, сообщается в последнем номере журнала Science, опубликовавшего статью двух микробиологов из Университет Макгилла – доктора Дао Нгуен и доктора Прадипа Сингха.

Вместо поиска очередной клеточной функции, воздействуя на которую можно или подавить размножение, или вообще вывести из строя бактериальную клетку (основными мишенями являются здесь механизмы синтеза и функционирования клеточной мембраны, дыхательные функции, а также синтез ключевых аминокислот и белков), авторы решили выяснить механизм, позволяющий микробам успешно сопротивляться химическим диверсиям антибиотиков.

И такой механизм им удалось установить в серии опытов, поставленных над колониями распространенного возбудителя инфекционных заболеваний Pseudomonas aeruginosa, известной больше как синегнойная палочка.

Как и другие бактерии, синегнойная палочка почти невосприимчива к действию антибиотиков в состоянии спячки, в которую она впадает, начиная испытывать дефицит питательных веществ. Именно спящие бактерии, расположенные в нижних слоях бактериальных пленок, покрывающих поверхность тканей легких, кишечника, а также слизистые оболочки, составляют главную головную боль для врача-инфекциониста, так как действие многих антибиотиков основано на подавлении функций, которые включены у бодрствующих бактерий. Но когда бактерии впадают в спячку, а делать это, как и просыпаться, они умеют очень быстро, антибиотик действовать перестает.

«Искусственно будить бактерии, чтобы воздействовать на них антибиотиком – хорошая идея, но в случае тяжелых инфекций она применима мало и даже опасна, поэтому мы решили выяснить, не скрывается ли за резистентностью спящих бактерий к антибиотикам альтернативное объяснение», рассказывает Нгуен.

С этой целью биологи сконструировали бактерию, у которой был выключен рецептор, реагирующий на специальный фермент, выделяемый микробами, таким образом сигнализирующими соседям по колонии, чтобы те переключили свой метаболизм в режим «сна». К их удивлению

бактерии-мутанты, которые хотя и впали в спячку от недостатка питания, но были неспособны воспринимать этот сигнал, оказались в 2300 раз более чувствительными к действию офлоксацина, чем их нормальные собратья, впадающие в спячку по сигналу.

Правило «предупрежден – значит вооружен» работает, таким образом,и среди бактерий: спящего, но не предупрежденного микроба, убить оказалось в 2300 раз проще, чем спящего, но предупрежденного.

«Этот эксперимент показывает, что резистентность к антибиотикам возникает не в состоянии спячки, а включается по определенному сигналу, который, в свою очередь, может быть блокирован», поясняет Нгуен. «Разработка новых антибиотиков становится все более нетривиальной задачей, поэтому успех в лечении инфекционных заболеваний зависит от того, сможет ли мы заставить работать более эффективно уже существующие препараты.

Как показали наши эксперименты значительно увеличить эффективность антибиотиков можно, влияя на одну из функций клетки, которая не зависит от антибиотического воздействия современных препаратов»,

резюмирует биолог.

Другими словами, разработав способ, выключающий сигнальные рецепторы бактерий, эффективность традиционных антибиотиков может быть повышена на несколько порядков, позволит решить проблему резистентности и на какое-то время отодвинуть надвигающийся на человечество бактериальный апокалипсис.