в-к Лечител
в-к Лечител
 

Киселините правят бактериите резистентни към антибиотици

Брой: 11, 17 март 2022 - СЪНЯТ

Дори и във високи дози антибиотиците не унищожават всички бактерии. Винаги има оцелели, дори и при микробна популация, която е генетично идентична. Сега учени от Католическия университет в Льовен (KU Leuven), Белгия и Грьонингенския университет в Нидерландия откриха, че тези оцелели споделят една обща характеристика: те натрупват киселина в клетките си, което прекратява техния синтез на протеини. Тези резултати биха могли да доведат до подобрени антимикробни терапии и бяха публикувани в сп. Nature Communications.

Бактериите и други микроорганизми могат да станат устойчиви на антимикробните средства, което е нарастващ проблем в медицината. Макар че намирането на нови антимикробни лекарства е едно решение, можем да помогнем за предотвратяване развитието на резистентност и чрез възприемане на по-добри режими на лечение с вече съществуващите. Но най-първата стъпка от развитието на резистентността не е добре разбрана, обяснява Брам Ван ден Берг от Центъра по микробиология на KU Leuven: „Клетките трябва да преживеят първоначалното лечение с антибиотици, преди да станат устойчиви на бъдещи лечения. Аз исках да разбера как тези клетки оцеляват.“

Мутации

При предишно изследване Ван ден Берг забелязал, че в клонални бактериални култури (където всички клетки са генетично идентични) винаги има няколко клетки, които преживяват лечението с антибиотици. „Може би една на хиляда клетки или дори една на сто хиляди ще оцелее. Ние култивирахме тези оцелели и ги третирахме отново, за да развием бактерии в лабораторията, които понасят по-добре антибиотиците.“ Само след няколко дни на такава насочена еволюция посредством лечение и възстановяване, вече до 50% от всички клетки преживявали действието на антибиотиците.

При новото изследване генетичният анализ показал, че тези оцеляващи клетки притежават едни и същи мутации в една решаваща клетъчна система - Респираторен комплекс I. Тя е жизненоважна част от механизма, който ръководи производството на енергия в бактериите и не само. По-конкретно мутациите блокирали способността на този комплекс да изпомпва протони от клетките. Това може да доведе до сериозно натрупване на киселини, защото клетките не са в състояние да се освободят от тях.

Киселинност

„Чудехме се как това би могло да води до увеличена преживяемост“, посочва Ван ден Берг. Загадката започнала да се разплита случайно по време на среща на една конференция в Швейцария между научния ръководител на изследователя, Ян Микелс, и Матиас Хайнеман, специалист по клетъчен метаболизъм и професор по биология на молекулярните системи в Грьонингенския университет. Хайнеман представил данни, които показвали, че проблем в метаболизма може да води до толерантност към антибиотиците. Двамата учени стигнали до извода, че изследват едно и също явление, но от различни гледни точки.

Това се случило през 2018 година и била нужна много работа в лабораторията от страна на няколко изследователи, за да се свържат наблюденията им и да се определи как клетките избягват смъртоносните ефекти на антибиотиците. Хайнеман казва: „Всяко нарушение на метаболизма води до увеличена киселинност вътре в клетките. Когато Респираторен комплекс I не може да изпомпва протони навън, киселинността ще продължава да се повишава. Накрая това води до пълно спиране на всички базирани на протеини процеси и на синтеза на нови протеини. Това прави антибиотиците безполезни, понеже механизмът им на действие е чрез нарушаване синтеза на протеини.“

Резистентност

Ето как свръхтолерантните мутанти, които се развили в лабораторията, преживявали лечението. Щом прилагането на антибиотици се прекратявало и метаболитният проблем се разрешавал, киселинността се понижавала и клетките се рестартирали. Ван ден Берг казва: „Не сме изследвали как придобиват резистентност оттам нататък, но има различни пътища, които могат да водят до това, като увеличаване на темповете на мутация вследствие на стрес или просто въпрос на математика – повече клетки оцеляват и необходимото време за лечение се удължава, така че шансовете се увеличават някоя от тези клетки да придобие резистентност.“ Откритието може да помогне в борбата срещу резистентността, например чрез добавяне на медикаменти, които намаляват киселинността в клетките.

Хайнеман и Ван ден Берг смятат, че има още много за откриване във връзка с тези механизми на толерантност. Те са развили още много свръхтолерантни мутанти с различни мутации, повечето в системи за пренос на йони или заредени молекули. Изследователите си поставят за цел да разберат повече за тях и за това, как йонният пренос и баланс влияят върху толерантността към антибиотиците.

 

Превод от английски

Елица ТАНЧЕВА



Брой: 11, 17 март 2022
 
 
Продукти
 
Слиммикс СуперДетокс
 
ДИНАФОРС® (DYNAFORCE)
 
Витасел® РQQ (пиролоквинолин квинон - ПКК)
 
Lechitel.BG :::
 
Книга Лечител
Lechitel.BG :::
 
Taloni-otstupki
 
e-shop
 
Dobipress abonament
 
www.lechitel.bg
 
Избери цвят 
© 2007 Лечител ООД