Мутації в генах метаболізму посприяли антибіотикорезистентності бактерій

Американські вчені описали новий клас мутацій, пов'язаних з набуттям бактеріями стійкості до антибіотиків. Вони стосуються генів, залучених у головних метаболічних процесах клітини, і теоретично на них можна націлювати препарати для лікування бактеріальних інфекцій, щоб покращити їхню ефективність. Стаття опублікована у журналі Science.

National Institutes of Health, edited by MIT News

Чому це важливо?

Хоча ми використовуємо антибіотики для боротьби з бактеріальними інфекціями, патогени дуже швидко можуть набувати до цих препаратів стійкості. Вони можуть досягати цього різними шляхами. Наприклад, змінювати свою форму, через що антибактеріальний препарат важче проникає всередину клітини. Або ж мутувати, щоб стати несприйнятливими до вбивчої речовини. Зазвичай мутації стосуються генів, на які націлений антибіотик, або генів, що дають змогу бактерії виробляти «антидот» чи викачувати препарат через свою мембрану. Проте науковці з Массачусетського технологічного інституту описали раніше невідомий тип мутацій у бактерій. Це відкриття може сприяти розробленню нового підходу до протидії антибіотикорезистентності, що поширюється світом.

Як вчені відкрили мутації?

Дослідники почали з проведення типового досліду для вивчення набуття стійкості до антибіотиків. Вони взяли культуру кишкової палички E. coli та стали обробляти її конкретним антибіотиком, поступово збільшуючи дозу препарату. Зрештою деякі бактерії виявляються нечутливими до речовини та набувають здатності спокійно виживати й розмножуватися в присутності препарату. Потім вчені секвенували ДНК бактерій, щоб проаналізувати, які мутації у них виникли під час оброблення антибіотиком.

Так дослідники з'ясували, що у кишкової палички мутували гени, пов'язані з метаболізмом. Зокрема ті, що дають змогу клітині добувати енергію з цукру та виділяти вуглекислий газ як побічний продукт, а також ті, що беруть участь у синтезі амінокислот. Як з'ясувалося, це призводить до суттєвого сповільнення клітинного дихання, що може сприяти меншому накопиченню в бактеріях токсичних для них метаболітів. Такі ж мутації присутні у деяких бактерій від пацієнтів, стійких до антибіотиків, кажуть вчені.

Що дають ці знання?

Автори сподіваються детальніше вивчити шляхи, через які мутації в генах метаболізму сприяють набуттю антибіотикорезистентності. Однак вони припускають, що вплив на змінений метаболізм бактерій, що змусить їх використовувати більше енергії, може сприяти кращій ефективності лікарських препаратів.