Исследователи из США обнаружили, что бактериальные популяции работают сообща, чтобы выжить в условиях применения антибиотиков. Результаты работы, которая объясняет, почему некоторые бактерии так трудно уничтожить и может помочь повысить эффективность антибиотиков, описаны в статье, опубликованной в Science.
Во многих случаях после применения антибиотиков остается небольшая группа выживших бактерий. Они временно отключают определенные процессы метаболизма, переходя в «спячку», которая позволяет пережить лечение, а затем восстановиться. Понимание того, как именно выживают такие бактерии, является серьезной проблемой в борьбе с хроническими инфекциями.
Давно известно, что бактерии могут помогать друг другу противостоять антибиотикам, обмениваясь генами, обеспечивающими устойчивость к этим лекарствам. Авторы новой работы решили выяснить, способны ли бактерии напрямую обмениваться белками — молекулярными машинами, которые выполняют большую часть работы в клетках.
Для этого они разработали чувствительную систему с использованием бактерии Escherichia coli. Одна группа бактерий (доноров) вырабатывала специальный фермент Cre, а другая группа тех же бактерий (реципиентов) содержала генетический «переключатель», срабатывающий только в том случае, если в них попадает белок Cre. Система показала, что при совместном выращивании этих групп бактерий перенос белков происходил, хотя в обычных условиях это случалось редко. Но когда бактерии подвергались воздействию низких (не смертельных) доз антибиотиков, перенос белков вырастал в тысячи раз. Перенесенные белки помогали спящим клеткам справляться со стрессом, пока их собственная выработка белков была приостановлена.
Полученные результаты показывают, что антибиотики заставляют генетически идентичную группу бактерий дифференцироваться на две отдельные группы: клетки-доноры, которые в ответ выделяют везикулы, наполненные белком, и клетки-реципиенты, которые впадают в спячку, но способны поглощать белки из поступающих везикул, что помогает им выживать. Такая командная работа позволяет уязвимым представителям популяции выживать под воздействием антибиотиков.
