«Спящие клетки», которые могут выдерживать дозы антибиотиков и находиться в состоянии покоя, могут дать ключ к пониманию устойчивости к антибиотикам, как показали исследования.
Доктор Стефано Пальяра, биофизик из Университета Эксетера, разработал новый способ идентификации клеток, способных выжить после антибиотикотерапии, даже до медикаментозного лечения.
Исследование, опубликованное в журнале BMC Biology, закладывает основу для понимания особых свойств бактерий, которые могут выжить при лечении антибиотиками, чтобы можно было разработать новые способы воздействия на них.
Устойчивость к антибиотикам является одной из самых насущных проблем общественного здравоохранения и угрожает способности эффективно бороться с инфекционными заболеваниями, включая пневмонию и туберкулез.
После введения ампициллина в бактерии команда Эксетерского университета обнаружила, что подавляющее большинство из 1,3% выживших клеток были живыми, но не росли.
Доктор Пальяра назвал их «спящими клетками», потому что они выглядят спящими и напоминают клетки, убитые антибиотиками, но потенциально опасны способностью «просыпаться» и повторно заражать людей или животных.
Исследовательская группа Эксетерского университета обнаружила, что два типа клеток, выживших после антибиотиков, «спящие клетки» и персистирующие клетки, имеют сходные черты, что позволяет предположить, что эти две популяции клеток связаны между собой. Их уникальная флуоресценция означала, что их обоих можно было заметить еще до того, как им ввели антибиотики.
Но поскольку «спящие клетки» не растут, стандартные методы обнаружения не могут отличить их от мертвых клеток, создавая ложное впечатление, что гораздо меньше клеток выжило после курса антибиотиков.
Команда Эксетерского университета, в которую входили доктора Рози Бэмфорд и Эшли Смит, использовали миниатюрное устройство, которое позволило им изолировать и изучать отдельные бактерии с течением времени. Это устройство можно использовать для изучения любых бактерий, представляющих угрозу для здоровья человека или животных.
Используя флуоресценцию для освещения отдельных клеток, они идентифицировали жизнеспособные, но бездействующие «спящие клетки», которые выглядели так, как будто они мертвы или умирают после лечения антибиотиками. Другой тип выживших клеток, известный как клетки-персистеры, которые составляют менее одной трети выживших клеток, начал расти после окончания курса антибиотиков.
Клетки, пережившие лечение антибиотиками, могут в конечном итоге делиться, что приводит к рецидиву инфекции и увеличивает риск развития устойчивости к антибиотикам.
Доктор Пальяра, старший преподаватель Института живых систем Эксетерского университета, сказал:
Устойчивость к антибиотикам является одной из серьезных проблем со здоровьем в наше время. Идентифицированные нами клетки не поддаются лечению антибиотиками и представляют серьезную угрозу для здоровья человека. На самом деле, в отличие от персистирующих клеток, которые быстро возобновляют рост после окончания курса антибиотиков, «спящие клетки» не растут в течение длительного периода времени и ускользают от обнаружения традиционными методами».
"Наше исследование должно упростить разработку биомаркеров для изоляции этих клеток и открыть новые способы картирования биохимического состава бактерий, которые могут избежать антибиотиков, чтобы мы могли найти способы эффективного воздействия на них".
Доктор Пальяра планирует программу по выявлению и выделению отдельных «спящих клеток» для тщательного анализа с помощью секвенирования следующего поколения, чтобы увидеть, как они экспрессируют гены иначе, чем те, которые не устойчивы к антибиотикам.