«Только не бросай меня в терновый куст!» Антибиотики продлевают бактериям жизнь

Ученые обнаружили удивительный эффект воздействия некоторых антибиотиков на определенные бактерии: иногда эти препараты могут приносить пользу бактериям, помогая им жить дольше.

До сих пор было общепризнано, что антибиотики убивают бактерии или останавливают их рост, благодаря чему они широко использовались в качестве основного средства для лечения бактериальных инфекций.

В последние годы рост антибиотикорезистентности привел к тому, что некоторые антибиотики перестали действовать, а это означает, что к 2050 году инфекции, не поддающиеся лечению, могут стать самой большой причиной смертности в мире.

Теперь исследователи из Эксетерского университета впервые показали, что антибиотики могут приносить пользу бактериям и защищать их от гибели. То есть получается все как в одной из сказок дядюшки Римуса, когда кролик умолял поймавшего его лиса делать с ним что угодно, только не бросать его в терновый куст. Когда же лис все-таки бросил кролика в терновый куст — не зря же он так этого боялся, — кролик сообщил лису, что это его родной дом, и был таков. Так и бактерии не получают от антибиотиков вреда, хотя мы рассчитываем именно на эти препараты как на основное средство лечения.

В ходе исследования, финансируемого EPSRC и опубликованного сегодня в журнале PNAS, ученые обнаружили, что некоторые антибиотики способны ослаблять стресс и предотвращать сокращение популяций бактерий в момент их вымирания. Это означает, что большее число бактерий выживает дольше по сравнению с популяциями, не получавшими лечения.

Профессор Роберт Бирдмор (Robert Beardmore), ведущий автор работы из Эксетерского университета, сказал:

Исследование началось с того, что мы обнаружили, что некоторые штаммы бактерий не растут в лабораторных условиях, пока мы не обработаем их антибиотиками. В результате мы получили первое доказательство того, что антибиотики могут способствовать выживанию бактерий.

Для решения проблемы устойчивости к антибиотикам во всем мире нам необходимо гораздо лучше понимать влияние этих препаратов на баланс бактериальных экосистем, например, микрофлоры кишечника или рек, подвергающихся воздействию антибиотиков. Наши исследования свидетельствуют о невидимых побочных эффектах — мы просто не знаем, как препараты изменяют баланс бактериальных популяций в этих условиях.

В реальных условиях бактерии переживают периоды бурного роста, сменяющиеся периодами, когда рост прекращается из-за нехватки питательных веществ, и бактерии вымирают. До сих пор мало что было известно о том, как антибиотики влияют на популяции в эти периоды.

Исследователи изучили E.coli в лабораторных экспериментах. Они обнаружили, что антибиотики, направленные на рибосомы — фабрики, помогающие клеткам производить белок из ДНК, — замедляют рост бактерий, но в то же время останавливают их гибель, что означает, что бактерии в целом живут дольше.

Доктор Эмили Вуд заключает:

Многие антибиотики замедляют рост бактерий, но мы показали, что они могут помочь бактериям преодолеть стресс, вызванный недостатком питательных веществ, который в противном случае мог бы привести к их гибели, что в конечном итоге поможет им выжить. В наших экспериментах это происходит потому, что антибиотики являются антиоксидантами, то есть они помогают клеткам справиться с некоторыми отходами, образующимися в процессе их роста.

Важно отметить, что устойчивые к антибиотикам бактерии, которые мы тестировали, не получали таких же преимуществ, поэтому в нашем исследовании лечение не способствовало развитию устойчивости, что является необычным. Следующим нашим шагом будет измерение того, как эти результаты изменят динамику многовидовых бактериальных сообществ.

26.09.2023