Исследование, опубликованное в Scientific Reports, открывает новый многообещающий способ преодоления устойчивости к антибиотикам и может помочь ученым в разработке еще более эффективных лекарств.«Антибиотики действуют по-разному, но все они должны связываться с бактериальными клетками, чтобы убить их», — объясняет ведущий автор доктор Джозеф Ндиейра (UCL Medicine). «У антибиотиков есть« ключи », которые подходят« замкам »на поверхности бактериальных клеток, позволяя им защелкнуться. Когда бактерия становится устойчивой к лекарству, она эффективно меняет замки, так что ключ больше не подходит.
Невероятно, но мы обнаружили что некоторые антибиотики все еще могут «взламывать» замок, позволяя им связываться с устойчивыми бактериями и убивать их, потому что они могут толкать достаточно сильно. На самом деле, некоторые из них были настолько сильными, что срывали дверь с петель, мгновенно убивая бактерии ! "Исследователи использовали чувствительное оборудование для измерения механических сил, которые четыре разных антибиотика действовали на бактериальные клетки.
Они протестировали бактерии, чувствительные к антибиотикам, и бактерии, у которых развилась резистентность. Все антибиотики оказывали одинаковое воздействие на чувствительные бактерии, но силы, которые они оказывали на устойчивые бактерии, значительно различались.
Среди протестированных антибиотиков были ванкомицин, мощный антибиотик, используемый в качестве последнего средства лечения MRSA и других инфекций, и оритаванцин, модифицированная версия ванкомицина, используемая против сложных кожных инфекций.«Мы обнаружили, что оритаванцин воздействует на резистентные бактерии с силой, в 11 000 раз большей, чем ванкомицин», — говорит д-р Ндиеира. «Несмотря на то, что он имеет тот же« ключ », что и ванкомицин, оритаванцин по-прежнему очень эффективен в уничтожении резистентных бактерий. До сих пор не было ясно, как оритаванцин убивает бактерии, но наше исследование показывает, что силы, которые он генерирует, могут фактически разрывать дыры в бактерии и разорвать их на части ".Оритаванцин — это быстродействующий антибиотик, который убивает бактерии за 15 минут, тогда как ванкомицину требуется 6-24 часа.
Ванкомицин действует, нарушая жизненно важные процессы в бактериях, поэтому они медленно перестают функционировать и умирают. Хотя оритаванцин является модифицированной версией ванкомицина, новое исследование предполагает, что он убивает бактерии совершенно другим способом.«Молекулы оритаванцина хорошо слипаются, образуя кластеры, что коренным образом меняет то, как они убивают бактерии», — объясняет д-р Ндиеира. «Когда два кластера врезаются в бактериальную поверхность, они отталкиваются друг от друга, разрывая поверхность и убивая бактерии. Примечательно, что мы обнаружили, что условия на бактериальной поверхности фактически способствуют образованию кластеров, что делает антибиотики еще более эффективными».
Команда разработала подробную математическую модель, чтобы описать, как антибиотики ведут себя на поверхности бактериальных клеток. Модель может быть использована для скрининга многообещающих новых антибиотиков, выявления новых лекарств, которые могут убивать бактерии с помощью грубой силы.
«Наши результаты помогут нам не только разработать новые антибиотики, но и модифицировать существующие, чтобы преодолеть резистентность», — говорит д-р Ндиейра. «Оритаванцин — это всего лишь модифицированная версия ванкомицина, и теперь мы знаем, как работают эти модификации, и можем делать то же самое с другими антибиотиками. Это поможет нам создать новое поколение антибиотиков для борьбы с бактериальными инфекциями с множественной лекарственной устойчивостью, которые теперь признаны одна из величайших глобальных угроз в современном здравоохранении ».