Стафілококи захистилися від антибіотика останнього резерву «помилковими цілями»

Стафілокок, що викидає «помилкові цілі», в поданні художника

Imperial College London

Британські дослідники виявили, що лікарсько-стійкий золотавий стафілокок інактивує антибіотик останнього резерву даптоміцином, викидаючи «помилкові цілі» з мембранних фосфоліпідів. Причому їх дії сприяє мутація, яка часто спостерігається у внутрішньолікарняних штамів бактерії. Результати роботи опубліковані в журналі Nature Microbiology.

Даптоміцином - порівняно новий антибіотик, виділений в 1980-х роках з культури грунтової бактерії Streptomyces roseosporus. Він ефективний проти більшості грам-позитивних бактерій, стійких до інших груп антибіотиків, в силу незвичайного механізму дії. При контакті з бактеріальною клітиною цей ліпопептід вбудовується в її мембрану, змінюючи її характеристики і підвищуючи проникність для іонів, що порушує основні процеси життєдіяльності мікроорганізму і призводить до його загибелі. Проте, випадки стійкості до даптоміцином реєструються з 2005 року, і в даний час неефективність терапії ім доходить до 20 відсотків випадків. Причому внутрішньолікарняні штами стафілокока значно частіше виявляють резистентність до антибіотика, ніж природні. Механізм подібної стійкості до сих пір відомий не був.

Співробітники Лондонського імперського коледжу провели ряд експериментів з різними штамами золотистого стафілокока. Вони переконалися, що, як було показано раніше, даптоміцином значно гірше діє на лікарняні штами бактерії, у яких часто зустрічається дефект системи почуття кворуму Agr (ця система дозволяє деяким видам бактерій координувати свої колективні дії за допомогою вироблення хімічних стимулів).

Помістивши бактерії і продукти їх життєдіяльності в різні умови, вчені з'ясували, що інактивація антибіотика обумовлена ​​тим, що стафілококи активно виділяють в навколишнє середовище «помилкові цілі» у вигляді окремих молекул і невеликих мицелл фосфатидилгліцерин (ФГ) своїх мембран (основний мішені даптоміцином). При цьому, хоча ФГ виділяють всі штами збудника, він ефективно пов'язує антибіотик тільки у бактерій з дефектом Agr.

Аналізи культуральних рідин показали, що під час відсутності дефекту Agr одна з груп сигнальних молекул цієї системи (фенол-розчинні модуліни альфа), що виділяються в середу, зв'язується з ФГ, запобігаючи його взаємодія з даптоміцином. У мутантних штамів з порушеним синтезом фенол-розчинних модуліни альфа виділений ФГ залишався у вільному вигляді і ефективно нейтралізував антибіотик.

З огляду на наявні дані про те, що чинний на клітинну стінку антибіотик оксацилін (похідне пеніциліну) підсилює дію даптоміцином, вчені досліджували їх спільна дія на різні штами стафілокока. Виявилося, що оксацилін в дозах, менше терапевтичних, відновлює активність даптоміцином щодо бактерій з дефектом Agr, оскільки знижує рівень викиду ФГ. У природних штамів такого ефекту не спостерігалося, імовірно, тому що їх фенол-розчинних модуліни альфа самих по собі було досить для нейтралізації ФГ.

Таким чином, дослідники не тільки пояснили механізм стійкості стафілокока до даптоміцином, а й виявили спосіб повернути антибіотика ефективність.

Останнім часом стійкість до антибіотиків, в тому числі найбільш потужним і володіє широким спектром дії, стала глобальною проблемою і однією з основних загроз громадському здоров'ю. З'являються нові гени резистентності легко передаються між різними видами і навіть родами бактерій. Яскравими прикладами таких генів служать NDM-1, що забезпечує стійкість до бета-лактамних антибіотиків (пеніцилінів, цефалоспоринів та карбапенеми), і MCR-1, відповідальний за неефективність поліміксинів. В силу цього проблема стійкості до антибіотиків обговорювалася в цьому році на Генеральній асамблеї ООН і стала лише четвертою питанням охорони здоров'я, що обговорювалися на цьому рівні за всю історію організації.

Нещодавно американські та ізраїльські вчені провели цікавий експеримент, що дозволив безпосередньо спостерігати виникнення і еволюцію «супермікроб» з множинною лікарською стійкістю. Детальніше про антибіотикорезистентності можна почитати в нашому матеріалі .

Олег Ліщук