Найден способ воздействия на синегнойную палочку, устойчивую к антибиотикам

Международная команда ученых пронаблюдала за тем, как синегнойная палочка заселяет слизистую оболочку органоидов, имитирующих легкие человека. Оказалось, что P. aeruginosa адаптируется к легочной слизи, полагаясь на сахара и молочную кислоту, а также сама вырабатывает нужные аминокислоты. Однако образование биопленки, необходимой для антибиотикорезистентности, заставляет бактерию все время трудиться — ей нужно постоянно производить липкую матрицу, удерживающую пленку вместе. Авторы обнаружили, что, разрушая способность P. aeruginosa создавать биопленку, они могут воздействовать на бактерию антибиотиками и подавлять ее действие. В будущем это позволит бороться с пневмонией и другими внутрибольничными инфекциями. Исследование опубликовано в журнале Nature Microbiology.Синегнойная палочка (Pseudomonas aeruginosa) — это бактерия, вызывающая пневмонию и другие внутрибольничные инфекции, устойчивые к антибиотикам. Она поражает людей с заболеваниями легких — муковисцидозом, хронической обструктивной болезнью легких и бронхоэктазами. Чтобы выжить в суровых больничных условиях, P. aeruginosa образует колонии, или биопленки — скопления бактерий, заключенные в матрицу и защищающиеся от антибиотиков. Однако со временем эти бактерии теряют способность передвигаться, находить питательные вещества и распространяться по организму. При заражении легких перед P. aeruginosa встает вопрос: распространяться по поверхности органов или накапливаться, чтобы противостоять поступающим антибиотикам? До сих пор ученые не знали, как ведет себя бактерия в таких условиях.Швейцарские и американские исследователи решили это исправить. Чтобы лучше понять поведение P. aeruginosa, они вырастили бактерии на покрытых слизью органоидах, имитирующих легкие человека. Команда пронаблюдала за тем, как синегнойная палочка адаптируется к заселению слизистой оболочки легких и переносит антибиотики. С помощью секвенирования с использованием транспозонов ученые определили, какие гены важны для выживания бактерии в разных условиях.Оказалось, что P. aeruginosa адаптируется к легочной слизи, полагаясь на сахара и лактат, или молочную кислоту, — питательные вещества, которые в изобилии содержатся в инфицированных легких. Чтобы выжить на слизи, бактерия самостоятельно синтезирует менее доступные вещества — аминокислоты. Эта независимость помогает синегнойной палочке процветать на ранних стадиях легочной инфекции. Однако образование биопленки накладывает на бактерию «метаболическую нагрузку» — ей нужно постоянно производить липкую матрицу, удерживающую биопленку вместе. На это расходуются ресурсы, и палочка не может распространяться по органу так же быстро, как без пленки.В ходе экспериментов команда заметила, что бактерии, которые не могли образовывать биопленки, распространялись быстрее, но были уязвимыми для антибиотиков. По словам авторов, это открытие позволит разработать новые стратегии лечения инфекции: если ученые смогут найти способ нарушить способность P. aeruginosa образовывать биопленки, не давая им больше пространства для распространения, то бактерия не будет противостоять антибиотикам.«Устойчивость к антибиотикам станет одной из самых серьезных проблем здравоохранения в этом столетии, и P. aeruginosa вносит основной вклад в решение этой проблемы. Используя тканевую инженерию для воссоздания состояния дыхательных путей в лабораторных условиях, мы стремимся лучше понять физиологию этого патогена. Мы надеемся, что это позволит выявить ранее неизвестные мишени, которые помогут нам бороться с этими инфекциями и устранить устойчивость к антибиотикам», — рассказал Лукас Мейреллес, руководитель исследования из Федеральной политехнической школы Лозанны, Швейцария.