Израиль: ученые обнаружили «биотаймер» бактерий

20 июля 2014.  Одной из основных проблем современной медицины является способность микроорганизмов сопротивляться лечению антибиотиками, стремительно развиваясь и добиваясь мутаций, устойчивых к антибиотикам, с помощью конкретных механизмов, которые приводятся в действие с учетом молекулярной структуры или функции того или иного антибиотика.

Например, устойчивость к лекарствам развивается у бактерий с помощью мутации, разрушающей сами лекарственные вещества. Но существуют и другие «механизмы сопротивления».

Исследователи из Еврейского университета в Иерусалиме попытались предсказать эволюционный процесс бактерий и следовать ему в реальном времени. Команда ученых разработала экспериментальные модели для измерения точного бактериального ответа на антибиотики, и создала математическую модель процесса. Модель привела к предположению, что ежедневная трехчасовая доза антибиотиков позволяет бактериям «предсказать» предстоящую «доставку» лекарства и «уснуть» на этот период, чтобы выжить.

Чтобы проверить свою гипотезу, исследователи «скармливали» антибиотики бактериальным популяциям, находящимся в лаборатории, ровно по три часа каждый день. По прошествии всего лишь десяти дней, исследователи смогли наблюдать, как бактерии используют новую тактику выживания. При воздействии повторяющихся циклов лечения антибиотиками, бактерии эволюционировали, адаптировавшись к продолжительности антибактериального стресса, оставаясь в состоянии покоя в течение всего периода лечения.

Результаты исследования показали, что бактерии в течение нескольких дней могут создать подобный «биологический таймер», чтобы выжить под воздействием антибиотиков.

Для дальнейшей проверки своей гипотезы, исследователи «скармливали» бактериям антибиотики в течение различных периодов, «пичкая» три различные популяций бактерий неоднократными ежедневными порциями антибиотиков, причем, продолжительность «кормления» равнялась трем, пяти или восьми часам.

Примечательно, что каждая из популяций бактерий, адаптировалась к неравномерному графику получения антибиотиков, продлевая этап своей «дремы», чтобы соответствовать продолжительности воздействия антибиотиков.

По словам исследователей, с помощью нового понимания того, как бактериальные популяции развивают стратегии выживания и адаптации к антибиотикам, ученые смогут в будущем разработать новые подходы для замедления эволюции бактерий и их устойчивости к антибиотикам.

Вопросы, ответы, комментарии