Ципрофлоксацин — средство для лечения инфекций мочевыводящих путей — вызывает у кишечной палочки Escherichia coli нехватку энергии и спасает таким образом эти бактерии от гибели, а также ускоряет мутации и формирование резистентности. Исследование в перспективе может помочь остановить или замедлить формирование антибиотикорезистентности. Работа опубликована в журнале Nature Communications.
Антибиотики — вещества, которые используются для лечения бактериальных инфекций. Эти лекарства либо подавляют размножение бактерий, либо уничтожают их клетки. Однако бактерии накапливают мутации, которые позволяют им сопротивляться антибиотикам. Это явление, называемое устойчивостью у антибиотикам, вызывает более 1,27 миллионов смертей в год. Известно, что антибиотики меняют метаболизм бактерий: они могут снижать уровень АТФ (аденозинтрифосфата) — вещества, играющего основную роль в обмене энергии в клетках, образуются больше активных форм кислорода. Теперь исследователи решили выяснить, как изменение количества энергии влияет на выживание бактерий.
Когда уровень АТФ падает, клетки испытывают нехватку энергии. Специалисты сымитировали этот стресс, генетически изменив кишечную палочку. Так они получили мутантных бактерий, у которых постоянно сжигались АТФ и никотинамидадениндинуклеотид, также играющий важную роль в энергетическом обмене. Так ученые сравнили измененные штаммы кишечной палочки с обычными бактериями под воздействием ципрофлоксацина.
Оказалось, что и препарат ципрофлоксацин, и генетические изменения сокращали количество АТФ в патогене, но количество кишечных палочек все равно увеличивалось. Тесты показали, что по сравнению с обычными бактериями микроорганизмы с нехваткой АТФ в 10 раз лучше выдерживали воздействие антибиотика. Из-за него метаболизм у клеток стремительно рос, так как бактерии пытались пополнить свою энергию. Это, в свою очередь, ускоряет мутирование, благодаря которому кишечная палочка становится более устойчивой к антибиотикам.
Ученые предполагают, что не только ципрофлоксацин, но и гентамицин и ампициллин — антибиотики широкого спектра действия — также могут истощать АТФ у бактерий. Кроме того, есть вероятность, что такой эффект стресса может встречаться и у других бактерий: например, Mycobacteriumtuberculosis, очень чувствительный к нехватке энергии патоген, вызывающий туберкулез.
Специалисты порекомендовали врачам внимательнее проверять назначаемые пациентам антибиотики на наличие побочных эффектов, связанных с уменьшением энергии, использовать антибиотики с препаратами, блокирующими пути стресса, а также стараться не назначать максимально возможные дозы.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
