Како бактерије „делују као једна“ да би избегле антибиотике
Ново истраживање зумира Псеудомонас аеругиноса да открије стратегију коју бактерије отпорне на лекове користе да би избегле антибиотике. Налази би могли помоћи да антибиотици постану ефикаснији.
Јеан-Лоуис Бру, са одсека за молекуларну биологију и биохемију на Универзитету у Калифорнији, Ирвине, први је аутор нове студије која се појављује у Јоурнал оф Бактериологи.
Бру и колеге усредсредили су своје истраживачке напоре на Псеудомонас аеругиноса (П. аеругиноса), врста бактерија која првенствено напада људе са цистичном фиброзом.
Цистична фиброза је наследно респираторно стање у којем плућа производе више слузи него што би требало. Утјече на око 30 000 људи у Сједињеним Државама.
П. аеругиноса је такође присутан у здравственим установама, а бактерија се може ширити контаминираном водом, земљиштем, рукама, опремом и другим површинама. Бактерија може довести до постоперативних инфекција у крви или другим деловима тела, као и до изазивања упале плућа.
П. аеругиноса је једна од најопаснијих врста бактерија.
У контексту кризе јавног здравља која је резистенција на антибиотике, поставила се Светска здравствена организација (ВХО) П. аеругиноса на листи „приоритетних патогена“ - то јест, 12 бактерија које су најопасније за људско здравље јер су постале отпорне на лекове којима су се лекари обично користили у борби против њих.
СЗО је ових 12 бактерија поделио на списак са „критичним“, „високим“ и „средњим“ приоритетом П. аеругиноса као критична због отпорности на групу антибиотика названу карбапенеми.
Пре само две недеље, Центри за контролу и превенцију болести (ЦДЦ) такође су сматрали П. аеругиноса „озбиљну претњу“, стављајући је на њихову листу приоритетних патогена.
На овој широј слици, истраживање попут студије коју су спровели Бру и колеге пресудно је како за разумевање одбрамбених механизама бактерија, тако и за ефикасније сузбијање инфекција.
Бактерије делују као „један уједињени организам“
У новој студији истраживачи су испитивали раст и ширење бактерија у Петријевим здјелицама, стварајући окружење слично окружењу слузокоже које омогућавају П. аеругиноса да би напредовао у цистичној фибрози.
Овде је тим тестирао ефекат антибиотика и бактериофага на „ројење“, што је способност бактерија да се колективно крећу. Бактериофаги су вируси који заразе и нападају бактерије изнутра.
Мешање антибиотика гентамицина са П. аеругиноса ројеви су открили да бактерије шаљу сигнале својим специфичним бактеријама, упозоравајући их на опасност и омогућавајући им да је избегну.
Тхе Псеудомонас бактерије то раде тако што луче Псеудомонас сигнални молекул кинолона (ПКС), пишу аутори. Они објашњавају, „Ови механизми имају укупни ефекат ограничавања инфекције на субпопулацију, што промовише опстанак укупне популације.“
Коаутор студије Нина Молин Хøиланд-Крогхсбо, доцент на одсеку за ветерину и науке о животињама на Универзитету у Копенхагену у Данској, коментарише експерименте и њихове налазе.
„У лабораторији можемо видети да бактерије једноставно пливају око„ опасног подручја “антибиотицима или бактериофагима. Када приме сигнал упозорења од својих вршњака, у микроскопу можете видети да се крећу у уредном кругу около “, каже истраживач, мислећи на кретање ројења.
„То је паметан механизам за преживљавање бактерија“, наставља она. „Ако се испостави да бактерија користи исти маневар избегавања приликом заразе људи, можда ће вам помоћи објаснити зашто неке бактеријске инфекције не могу бити ефикасно лечене антибиотицима.“
„Прилично нам је фасцинантно видети како бактерије комуницирају и мењају понашање како би целокупна бактеријска популација преживела. Готово да можете рећи да делују као један уједињени организам “.
Нина Молин Хојланд-Крогхсбо
Утирање пута за ефикасније антибиотике
У повезаном уводнику Јулиа Ц. ван Кессел коментарише значај налаза, рекавши да П. аеругиносаСпособност утицаја на понашање групе, као што је ројење као одговор на стрес, је „јединствено“ откриће. То је навело ауторе студије да сковају термин „колективни одговор на стрес“, пише ван Кессел.
Аутори студије такође коментаришу начине на које би њихови налази на крају могли помоћи у суочавању са кризом резистенције на антибиотике.
Иако је потребно обавити још много посла пре него што налази доведу до развоја корисних третмана, следећи корак истраживања биће проналажење начина да се ометају сигнализирање ПКС бактерија.
Налази „[рашчишћавају] пут за употребу дрога у покушају да се спречи да се сигнал упозорења уопште пошаље“, каже Нина Молин Хøиланд-Крогхсбо.
„Алтернативно, могли бисте да дизајнирате супстанце које могу блокирати пријем других сигнала од других бактерија, а то би потенцијално могло учинити лечење антибиотицима или вирусима бактериофага ефикаснијим“, додаје истраживач.
„Инфекције овом врстом бактерија главни су проблем широм света, због многих хоспитализација и смртних случајева. Због тога нам је заиста драго што можемо да дамо нова знања која се потенцијално могу користити за борбу против ових бактерија. “
Нина Молин Хојланд-Крогхсбо
