Ученые узнали, как бактерии противостоят антибиотикам
Способность микроорганизмов выживать во время лечения антибиотиками является одной из главных проблем современной медицины.
Эффективность антибиотиков снижается из-за способности бактерий вырабатывать устойчивость к антибиотикам. Бактерии добиваются этого путем конкретных организмов, основанных на молекулярной структуре и функциях того или иного препарата. Например, бактерии развивают устойчивость путем мутации, которая разрушает лекарства.
Исследователи Еврейского университета в Иерусалиме (the Hebrew University of Jerusalem) попытались предсказать другой эволюционный процесс и следовать ему в реальном времени. Используя количественный подход физиков, ученые разработали экспериментальную модель измерения бактериального ответа на антибиотики и построили математическую модель этого процесса. Они предположили, что ежедневная трехчасовая доза позволит бактериям предвидеть поступление лекарства и на это время войти в состояние покоя, чтобы выжить.
Исследование проводилось под руководством Натали Балабан (Nathalie Balaban), профессора Ракахского института физики (the Racah Institute of Physics). Оно опубликовано 25 июня в журнале «Nature».
Чтобы проверить свою гипотезу, исследователи поставляли антибиотики популяциям бактерий ежедневно в 3 часа. Спустя 10 дней они заметили, что бактерии начали использовать другую тактику выживания. При воздействии повторяющихся циклов лечения антибиотиками, бактерии адаптировались к продолжительности действия препаратов, оставаясь в состоянии покоя во время всего периода лечения.
Результаты показали, что бактерии могут эволюционировать в течение нескольких дней. Впервые было обнаружено, что бактерии могут устанавливать биологический таймер, чтобы пережить действие антибиотиков.
Для дальнейшей проверки исследователи доставляли лекарства в 3 популяции бактерий через 3,5 и 8 часов. Замечено, что каждая из популяций адаптировалась к действию антибиотиков. Теперь, когда ученые выявили мутацию, они хотят собрать клинические данные, чтобы найти новые способы замедлить эволюцию бактерий.
