Бактерии пожертвовали собой ради защиты "друзей" от антибиотиков

Обнаружен новый механизм бактериальной защиты.

Иллюстрация Global Look Press.

Бактерии не так-то просты, когда дело касается защиты от антибиотиков. Они создают биоплёнки, чтобы обезопасить колонию, "впадают в спячку" в момент опасности и, конечно же, развивают генетическую устойчивость к лучшим лекарствам.

К сожалению, на этом их ухищрения не заканчиваются. Недавно исследователи из Принстонского университета и Университета Калифорнии в Нортридже обнаружили новый механизм бактериальной защиты. Оказывается, умирающие бактерии "накапливают" антибиотики, чтобы позволить своим соседям расти невредимыми.

Исследователи сделали открытие, проводя эксперименты с кишечной палочкой. Они подвергли колонию кишечной палочки воздействию антимикробной молекулы пептида LL37. Организм человека естественным образом вырабатывает этот пептид, чтобы "отогнать" ненужных бактерий.

В данном случае учёные создали модифицированную флуоресцентную версию интересующего антибиотика – молекулы LL37. Такой "трюк" позволил специалистам отслеживать, какие бактерии поглощали светящуюся "приманку" и как она распространялась по популяции.

Выяснилось, что относительно небольшое количество кишечной палочки поглотило наибольшее количество приманки. Она действительно уничтожила отдельных бактерий, однако именно это позволило остальной части колонии продолжить свой рост и распространение.

По сути, это было похоже на самопожертвование отдельных бактерий ради общего блага.

В популяции бактерий вида E. coli, подвергнутой воздействию антимикробной молекулы (выделена зелёным цветом), некоторые умирающие бактерии поглощали большое количество приманки, что позволило соседям выживать и продолжать расти.
В популяции бактерий вида E. coli, подвергнутой воздействию антимикробной молекулы (выделена зелёным цветом), некоторые умирающие бактерии поглощали большое количество приманки, что позволило соседям выживать и продолжать расти.
Видео Beatrice Trinidad.

Наряду с физическими опытами исследователи разработали математическую модель с разным количеством бактерий и дозировками антимикробного вещества для объяснения увиденного.

Она показала, что уничтоженные бактерии действительно принимали удар на себя и не давали пептиду уничтожить всю колонию. Несмотря на то, что рост выживших бактерий замедлялся, он всё равно продолжался.

У исследователей всё ещё нет ответов на все вопросы. Однако понимание различных схем бактериальной защиты может помочь разработать новые способы борьбы с ними. Что крайне необходимо, учитывая, что на сегодняшний день человечество, похоже, проигрывает гонку вооружений против бактерий и супербактерий.

"Наши результаты могут повлиять на развитие бактерий, которые существуют миллиарды лет, а также на разработку и применение новых антибиотиков", – считает соавтор работы Саттар Тахери-Арагхи (Sattar Taheri-Araghi) из Университета Калифорнии в Нортридже.

Научная статья по итогам исследования представлена в издании eLife.

Добавим, что недавно учёные Оксфордского университета обнаружили "генетический ускоритель", помогающий бактериям вырабатывать устойчивость к лекарствам. И теперь специалисты могут его отключить.