Kaip bakterijos „veikia kaip viena“, kad išvengtų antibiotikų
Nauji tyrimai priartinami Pseudomonas aeruginosa atskleisti strategiją, kurią vaistams atsparios bakterijos naudoja, kad išvengtų antibiotikų. Išvados gali padėti padidinti antibiotikų veiksmingumą.
Jeanas Louisas Bru iš Kalifornijos universiteto Irvine molekulinės biologijos ir biochemijos katedros yra pirmasis naujojo tyrimo, pasirodžiusio Bakteriologijos žurnalas.
Bru ir jo kolegos sutelkė savo mokslinių tyrimų pastangas Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa), bakterijų tipas, kuris pirmiausia puola žmones, sergančius cistine fibroze.
Cistinė fibrozė yra paveldima kvėpavimo takų liga, kai plaučiai gamina daugiau gleivių nei turėtų. Juo JAV serga apie 30 000 žmonių.
P. aeruginosa yra ir sveikatos priežiūros įstaigose, ir bakterija gali plisti per užterštą vandenį, dirvą, rankas, įrangą ir kitus paviršius. Bakterija gali sukelti pooperacines infekcijas kraujyje ar kitose kūno dalyse, taip pat sukelti plaučių uždegimą.
P. aeruginosa yra viena pavojingiausių bakterijų rūšių.
Visuomenės sveikatos krizės, kuri yra atsparumas antibiotikams, kontekste paskelbė Pasaulio sveikatos organizacija (PSO) P. aeruginosa „prioritetinių patogenų“ sąraše - tai yra 12 bakterijų, kurios yra labiausiai pavojingos žmonių sveikatai, nes jos tapo atsparios vaistams, kuriuos gydytojai dažniausiai vartojo kovodami su jomis.
PSO suskirstė šias 12 bakterijų į „kritinių“, „aukštų“ ir „vidutinių“ prioritetų sąrašą P. aeruginosa kaip kritinis dėl atsparumo antibiotikų, vadinamų karbapenemais, grupei.
Vos prieš 2 savaites taip pat nusprendė Ligų kontrolės ir prevencijos centrai (CDC) P. aeruginosa „rimta grėsmė“, įtraukdama ją į savo prioritetinių patogenų sąrašą.
Šiame platesniame vaizde tokie tyrimai kaip tyrimas, kurį atliko Bru ir jo kolegos, yra labai svarbūs siekiant geriau suprasti bakterijų gynybos mechanizmus ir veiksmingiau kovoti su infekcijomis.
Bakterijos veikia kaip „vienas suvienytas organizmas“
Naujame tyrime tyrėjai ištyrė bakterijų augimą ir plitimą Petri lėkštelėse, atkurdami aplinką, panašią į gleivinę, kuri leidžia P. aeruginosa klestėti sergant cistine fibroze.
Čia komanda išbandė antibiotikų ir bakteriofagų poveikį „spiečiui“, tai yra bakterijų gebėjimas judėti kolektyviai. Bakteriofagai yra virusai, užkrėtantys ir puolantys bakterijas iš vidaus.
Antibiotiko gentamicino sumaišymas su P. aeruginosa būriai atskleidė, kad bakterijos siunčia signalus jų specifinėms bakterijoms, įspėdamos apie pavojų ir leidžiančios jų išvengti.
Pseudomonas bakterijos tai daro išskirdamos Pseudomonas chinolonų signalizacijos (PQS) molekulės, rašykite autoriai. Jie paaiškina: "Šie mechanizmai turi bendrą infekcijos apribojimą pogrupiu, kuris skatina visos populiacijos išlikimą".
Tyrimo bendraautorė Nina Molin Høyland-Kroghsbo, Danijos Kopenhagos universiteto Veterinarijos ir gyvūnų mokslų katedros docentė, komentuoja eksperimentus ir jų išvadas.
„Laboratorijoje galime pamatyti, kad bakterijos tiesiog plaukioja aplink„ pavojingą zoną “su antibiotikais ar bakteriofagais. Kai jie gauna įspėjamąjį signalą iš savo bendražygių, mikroskope galite pamatyti, kad jie juda tvarkingu ratu aplinkui “, - pasakoja mokslininkas, turėdamas omenyje spiečius.
"Tai yra protingas bakterijų išgyvenimo mechanizmas", - tęsia ji. „Jei paaiškėja, kad bakterijos infekuodamos žmones naudoja tą patį vengimo manevrą, tai gali padėti paaiškinti, kodėl kai kurių bakterinių infekcijų negalima veiksmingai gydyti antibiotikais“.
„Mums labai žavu matyti, kaip bakterijos bendrauja ir keičia elgesį, kad išgyventų visa bakterijų populiacija. Beveik galima sakyti, kad jie veikia kaip vienas vieningas organizmas “.
Nina Molin Høyland-Kroghsbo
Nutiesti kelią efektyvesniems antibiotikams
Susijusioje redakcijoje Julia C. van Kessel komentuoja išvadų svarbą sakydama P. aeruginosaGebėjimas paveikti grupės elgesį, pavyzdžiui, spiečius reaguojant į stresą, yra „unikalus“ atradimas. Tai paskatino tyrimo autorius sugalvoti terminą „kolektyvinis atsakas į stresą“, rašo van Kesselis.
Tyrimo autoriai taip pat komentuoja būdus, kuriais jų išvados galiausiai galėtų padėti įveikti atsparumo antibiotikams krizę.
Nors yra daug daugiau darbo, kol išvados padės sukurti naudingą gydymą, kitas tyrimo žingsnis bus rasti būdų, kaip trukdyti bakterijų PQS signalizavimui.
Išvados „[išaiškina] narkotikų vartojimo būdą bandant užkirsti kelią įspėjamojo signalo siuntimui“, - sako Nina Molin Høyland-Kroghsbo.
"Arba galite sukurti medžiagas, kurios gali užblokuoti signalą iš kitų bakterijų, ir tai gali padaryti gydymą antibiotikais ar bakteriofagų virusais efektyvesnį", - priduria mokslininkas.
„Tokio tipo bakterijų užkrėtimas yra pagrindinė problema visame pasaulyje - daugybė hospitalizacijų ir mirčių. Štai kodėl mes tikrai džiaugiamės galėdami suteikti naujų žinių, kurias potencialiai galima panaudoti kovai su šiomis bakterijomis “.
Nina Molin Høyland-Kroghsbo
