Антибиотик колистин способен взрывать супербактерии
Ученые знали, что антибиотик колистин может проникать через внешнюю мембрану, воздействуя на целевое химическое вещество, называемое липополисахаридом
Обращая современные научные инструменты к антибиотику, открытому 70 лет назад, исследователи обнаружили ранее неизвестный механизм, который он использует для протыкания и «взрыва» супербактерий, как воздушных шаров. Обнадеживает то, что ученые также продемонстрировали, как этот подход к уничтожению бактерий может быть усилен путем комбинирования его с другими антибиотиками, потенциально предлагая новую форму защиты от смертельных, устойчивых к лекарствам бактерий.
Лекарство, находящееся в центре этого исследования, называется колистин, который был впервые описан в 1947 году и с тех пор стал последним средством лечения бактериальных инфекций, которые стали устойчивыми к другим лекарствам. Как один из немногих лекарств, способных бороться с самыми смертоносными супербактериями, такими как E. Coli, Pseudomonas aeruginosa и Acinetobacter baumannii, колистин действует, прокалывая две оболочки, покрывающие бактерии. Хотя как это происходит, не совсем непонятно.
Ученые знали, что лекарство может проникать через внешнюю мембрану, воздействуя на целевое химическое вещество, называемое липополисахаридом (ЛПС). Проблема заключалась в том, что во внутренней мембране очень мало этого химического вещества, что вызывает вопросы о том, как колистин может находить и пробивать себе дорогу.
«Кажется очевидным, что колистин может повредить обе мембраны одинаково, но всегда предполагалось, что колистин повреждает обе мембраны по-разному», — говорит Эндрю Эдвардс из Имперского колледжа Лондона, руководивший исследованием.
«Во внутренней мембране так мало ЛПС, что это казалось невозможным, и поначалу мы были очень скептичны. Однако, изменив количество ЛПС во внутренней мембране в лаборатории, а также химически изменив его, мы смогли показать, что колистин действительно протыкает обе бактериальные оболочки одинаковым образом — и что это убивает супербактерии».
С этим новым пониманием того, как действует колистин, команда ученых продолжила исследовать способы повышения его способности убивать бактерии. Это включало эксперименты с бактерией Pseudomonas aeruginosa, в ходе которых ученые обнаружили, что экспериментальный антибиотик под названием мурепавадин может использоваться для повышения уровня ЛПС во внутренней части оболочки. Это, в свою очередь, позволило колистину гораздо легче проникнуть и убить бактерию.
Несмотря на то, что колистин существует уже несколько десятилетий, он становится все более важным, поскольку устойчивые к лекарствам бактерии продолжают развиваться и представляют большую угрозу для жизни человека.
Фактически, Всемирная организация здравоохранения назвала его одним из «наиболее приоритетных критически важных противомикробных препаратов» за его роль последнего лекарства для тяжелобольных пациентов, и мы наблюдаем множество исследований того, как мы можем помочь укрепить свою оборону.
«По мере того, как глобальный кризис устойчивости к антибиотикам продолжает ускоряться, колистин становится все более и более важным средством спасения жизней пациентов, инфицированных супербактериями, — говорит Акшай Сабнис, ведущий автор работы. «Старый антибиотик работает, мы могли бы придумать новые способы заставить его уничтожать бактерии еще более эффективно, увеличивая наш арсенал оружия против супербактерий».
Исследование было опубликовано в журнале eLife.