То, как живут бактерии - как независимые клетки или как общая биопленка, - определяет, как они развивают устойчивость к антибиотикам, что может привести к более персонализированным подходам к антимикробной терапии и инфекционному контролю.
Исследователи Медицинской школы Университета Питтсбурга неоднократно подвергали бактерии воздействию антибиотика ципрофлоксацина, чтобы вызвать быструю эволюцию. Как и ожидалось, бактерии выработали устойчивость к препарату, но, как ни странно, их образ жизни повлиял на то, какие конкретные адаптации возникли, согласно исследованию, опубликованному сегодня в eLife.
«То, что мы моделируем в лаборатории, происходит в дикой природе, в клинике, во время развития лекарственной устойчивости», - сказал старший автор Вон Купер, доктор философии, директор Центра эволюционной биологии. и медицина в Питте. «Наши результаты показывают, что рост биопленки определяет путь развития лекарственной устойчивости». По словам ведущего автора исследования Альфонсо Сантос-Лопеса, доктора философии, исследователя с докторской степенью в лаборатории Купера, это открытие может выявить уязвимости, которые могут оказаться полезными при лечении лекарственно-устойчивых инфекций.
«Устойчивость к антибиотикам - одна из наших главных проблем в медицине», - сказал Сантос-Лопес. «Мы должны разработать новые методы лечения, и одна из идей состоит в том, чтобы воспользоваться тем, что в этой области называют «побочной чувствительностью». Когда бактерии развивают устойчивость к одному препарату, они могут стать уязвимыми для антибиотиков другого класса, которые могут эффективно убивать бактерии».
Сантос-Лопес сказал, что знание этих эволюционных отношений «тяни-и-тяни» может избавить от догадок при назначении антибиотиков.
В этом эксперименте, когда биопленка выработала устойчивость к ципрофлоксацину, она стала беззащитной перед цефалоспоринами. У свободно плавающих бактерий не образовалась такая же щель в их панцире, хотя они стали в 128 раз более устойчивыми к ципрофлоксацину, чем бактерии, выращенные в биопленке.
По словам соавтора исследования Мишель Скрибнер, докторанта лаборатории Купера, эти результаты подчеркивают важность изучения бактерий в том виде, в каком они встречаются в природе, в биопленках.
«Биопленки - это более клинически значимый образ жизни», - сказал Скрибнер. «Считается, что они являются основным способом роста бактерий, живущих в организме. Большинство инфекций вызывается биопленками на поверхностях».