Выявлен механизм устойчивости бактерий к антибиотикам за счет потери клеточной стенки

Некоторые заболевания, например, рецидивирующая инфекция мочевыводящих путей (РИМП), характеризуются возникновением антибиотикорезистентности у бактерий и невозможностью полного выздоровления. Группа учёных из университета Ньюкасл с коллабораторами выяснила, что под действием антибиотиков, нацеленных на клеточную стенку, уропатогенные бактерии способны переходить в форму с частичной или полной её утратой (L-форму) и переносить неблагоприятное воздействие.

«Представьте, что стенка бактерий подобна яркому светоотражающему жилету. Он придает им форму (например, палочки или сферы), защищает их, но при этом делает очень заметными, особенно для иммунной системы человека и антибиотиков, таких как пенициллин, — поясняет ведущий автор работы доктор Мицкевич (Dr. Mickiewicz). — В присутствии же антибиотиков мы наблюдали, что бактерии могут менять свою постоянную форму на абсолютно случайную, с дефицитом клеточной стенки, L-форму, будто бы сбрасывая яркий жилет и пряча его внутри себя. Организм не может легко распознать бактерии в этой форме и поэтому не атакует их, также поступают и антибиотики».

Исследователи проанализировали 360 образцов мочи, полученных от людей пожилого возраста с РИМП, и у 29 из 30 пациентов обнаружили бактерии в L-форме. Преобладали штаммы E. Coli. С помощью покадровой съемки учёные также показали, что уропатогенные штаммы в L-форме способны выживать на средах из отфильтрованной мочи здоровых людей и всего за 5 часов повторно формировать клеточную стенку после отмывания антибиотика, препятствующего её синтезу (видео). Кроме того, авторы работы вводили уропатогенные штаммы E. coli, экспрессирующие желтый флуоресцентный белок, личинкам рыбок Danio rerio в присутствии антибиотика и визуализировали их методами флуоресцентной и фазово-контрастной микроскопий. Так учёные показали, что переключение формы бактерий происходит и в условиях in vivo.

Возможно, у ослабленного или пожилого человека бактерии в L-форме могут выживать после лечения, восстанавливать клеточную стенку и вызывать повторное заражение. В связи с этим авторы работы предполагают, что от рецидивирующих или хронических инфекций, в том числе РИМП, может помочь применение сразу нескольких антибиотиков с разными механизмами действия.