Потрясающие снимки показали, как антибиотик убивает бактерию
Учёные из Имперского колледжа Лондона подробно изучили, как антибиотик полимиксин проникает сквозь броню бактерий и разрушает их. Потрясающие изображения были получены при помощи микроскопии высокого разрешения, и эти данные могут помочь в разработке новых методов лечения.
Полимиксины обычно используются в качестве крайней меры против некоторых грамотрицательных бактерий, вызывающих такие инфекции, как пневмония, менингит и брюшной тиф. Эти патогены обладают сложной клеточной оболочкой, поэтому нередко вырабатывают устойчивость к другим препаратам. Внутренняя часть бактерий покрыта слоем из липополисахаридов, которые действуют как броня. Однако полимиксины воздействуют на этот внешний слой и убивают бактерии, — тем не менее, до сих пор мы не знали, как именно они это делают.
От антибиотика на бактерии вырастают странные наросты, а затем она разрушается.© Carolina Borrelli, Edward Douglas et al. / Nature Microbiology
При помощи атомно-силовой микроскопии, где игла толщиной всего несколько нанометров создаёт снимки, специалисты обнаружили, что полимиксин B вызывает появление странных наростов на поверхности бактерии E. coli. Через несколько минут после появления выступов бактерия начинает быстро сбрасывать липополисахариды, оставляя бреши в своей защите, которые позволяют антибиотику проникнуть внутрь и уничтожить её.
Таким образом, антибиотик похож на лом, который выдавливает кирпичи из стены и проникает сквозь появившиеся щели. Однако препарат воздействует лишь на активные и растущие бактерии: когда патогены находятся в состоянии покоя, полимиксин B неэффективен. Впрочем, исследователи обнаружили, что добавление сахара в клетки E. coli пробуждает их из этого состояния покоя, что позволяет атаковать их. Таким образом, можно комбинировать сахар и различные препараты, чтобы обойти этот защитный бактериальный механизм.