Исследователи MIT обнаружили способ сделать бактерии более уязвимыми для класса антибиотиков, известные как хинолоны, в которые входит препарат ципрофлоксацин- часто используются для лечения  золотистого стрептококка и кишечной палочки..

Новая стратегия позволит преодолевать ключевое ограничение этих препаратов, а именно то, что они часто терпят неудачу против инфекций, которым характерна очень высокая плотность бактерий. К ним относятся многие хронические заболевания вызванные, например, синегнойной палочкой или метициллинрезистентным золотистым стафилококком.(MRSA).

«Учитывая, что число новых  антибиотиков,  уменьшается, мы сталкиваемся с проблемами в лечении этих болезней, поэтому наши исследования помогут расширить эффективность существующих антибиотиков», — говорит Джеймс Коллинз, профессор,  руководитель научной группы.

Преодоление бактериальной защиты

Бактерии, которые стали «терпимыми» к воздействию препаратов, попадают в такое физиологическое состояние, которое позволяет им избегать воздействию антибиотиков. (отличается от бактериальной резистентности, которая возникает, когда в микробах происходят генетические мутации, фено́мен устойчивости штамма возбудителей инфекции к действию одного или нескольких антибактериальных препаратов.) Его механизм не до конца понятен и у нас нет способов обойти ее или преодолеть», — говорит Коллинз.

В исследовании 2011 года Коллинз и его коллеги обнаружили, что могут повысить способность антибиотиков аминогликозидов убивать толерантные бактерии с помощью определенного типа сахаров, которые помогают усилить метаболизм бактерий и увеличивают вероятность их гибели в ответ на повреждение ДНК, вызванное этим антибиотиком.

[ad id=»723″]

Однако, аминогликозиды могут иметь серьезные побочные эффекты, поэтому они широко не используются. В своем новом исследовании Коллинз и его коллеги решили выяснить, могут ли они использовать аналогичный подход для повышения эффективности хинолонов, класса антибиотиков, используемых чаще, чем аминогликозиды. Добавив к ним глюкозу и молекулы фумарата (кислотное органическое соединение, которое используется в качестве пищевой добавки), акцептора электронов, ученые обнаружили, что могут уничтожить несколько типов бактерий, включая синегнойную палочку, золотистый стафилококк и быстрорастущие микобактерии, близкие родственники тех, которые вызывают туберкулез.

Метаболическое состояние

Полученные данные свидетельствуют о том, что бактериальные инфекции высокой плотности быстро потребляют питательные вещества и кислород из окружающей среды, что помогает им войти в состояние так называемого «голодания» и это помогает им выжить. В этом состоянии они уменьшают метаболическую активность, что позволяет им избежать гибели клеток, который обычно начинает работать, когда их ДНК повреждается антибиотиками.

Новое устройство 3D-печати за секунды создает объекты с помощью голографических лазеров

Теперь исследователи надеются протестировать этот метод при бактериальных инфекциях у животных, а также изучают, как наилучшим образом доставить комбинацию лекарств для различных типов инфекций.

Коллинз также надеется проверить этот подход к другим классам антибиотиков, включительно пенициллин и ампициллин.