Поскольку бактерии продолжают демонстрировать мощную устойчивость к лечению антибиотиками, что создает растущий кризис общественного здравоохранения, связанный с различными инфекциями, ученые продолжают искать лучшее понимание бактериальной защиты от антибиотиков, стремясь разработать новые методы лечения.
Теперь исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего, которые совмещают эксперименты и математическое моделирование, обнаружили неожиданный механизм, который позволяет бактериям выживать под действием антибиотиков.
Как описано в раннем онлайн-выпуске журнала Cell от 7 марта, Донг-Йон Ли, Майя Бялецка-Форналь и Гюрол Сюэль из отдела биологических наук Калифорнийского университета в Сан-Диего, а также Летисия Галера-Лапорта из Университета Помпеу Фабра (Испания) и его коллеги обнаружили, что бактерии защищаются от антибиотиков, контролируя поглощение ионов щелочных металлов. Было обнаружено, что под воздействием антибиотиков бактерии модулируют поглощение ионов магния, чтобы стабилизировать свои рибосомы - фундаментальные молекулярные машины жизни, которые переводят гены в белки - в качестве метода выживания..
«Мы обнаружили неожиданный новый механизм, который используют активно растущие бактерии, чтобы стать устойчивыми к антибиотикам», - сказал Сюэль, профессор молекулярной биологии. «Благодаря этому открытию мы теперь можем исследовать новые способы борьбы с инфекциями, о которых раньше не могли и подумать».
Исследователи исследовали взаимосвязь между активностью рибосом и электрохимическим потоком ионов через клеточные мембраны. Этот мембранный потенциал и рибосомы являются одними из самых древних и фундаментальных процессов, которые действуют во всех живых клетках, от бактерий до человека. Ученые выявили отчетливую связь, которая «показывает, как эти древние и фундаментальные клеточные процессы, необходимые для жизни, взаимодействуют друг с другом», - сказал Зюэль.
Новые результаты закладывают научную основу для новых способов противодействия устойчивости к антибиотикам.
«Устойчивость к антибиотикам представляет собой серьезную общественную угрозу для нашего здоровья», - сказал Сюэль. «Количество лекарств, поступающих на рынок, не поспевает за способностью бактерий справляться с этими лекарствами».
Сюэль считает, что ученые могут повысить эффективность существующих антибиотиков, манипулируя способностью бактерий поглощать магний, вместо того, чтобы разрабатывать совершенно новые лекарства. Эффективность определенных классов антибиотиков, которые используются для лечения серьезных инфекций, может быть значительно улучшена за счет ограничения того, как бактерии поглощают магний, что мешает бактериям использовать заряженные ионы магния для защиты от антибиотиков.