|
Бактерии меняют форму, прячась от иммунной системы и антибиотиков – учёные. Российские ученые нашли способ борьбы с бактериями без антибиотиков
|
Учёные обнаружили, что бактерии-возбудители инфекций могут изменять форму, чтобы избежать обнаружения иммунной системой и противостоять антибиотикам. Об этом 26 сентября сообщает Nature Communications.
Открытие может помочь в борьбе с устойчивостью к антибиотикам — одному из самых серьезных угроз для здравоохранения и безопасности человечества по оценке Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ).
Учёные из британского Университета Ньюкасла установили, что в присутствии антибиотиков бактерии могут сбрасывать клеточную стенку, которая является мишенью для многих классов антибиотиков. Этот процесс называется переключением в L-форму. Он позволяет бактериям становиться неуязвимыми для антибиотиков и избегать «радара» иммунной системы человека. Бактерии принимают форму сферы, стержня или вовсе становятся бесструктурными.
Исследователи взяли образцы у 30 пожилых пациентов, страдающих от повторяющихся инфекций мочевыводящих путей, и в 29 из 30 проанализированных образцов нашли бактерии, которые перешли в L-форму. С другой стороны, бактерии, лишённые стенок также становятся более уязвимыми для специфических агентов. Осталось найти вещество, которое уничтожить бактерии в L-форме и применить его в сочетании с антибиотиком.
Напомним, ИА REGNUM сообщало, что учёные медицинского центра Университета Теннесси обнаружили, что давно вышедший из применения противоязвенный препарат Мизопростол может спасать при чрезвычайно опасной и устойчивой к антибиотикам внутрибольничной инфекции Clostridium difficile.
Российские ученые нашли способ борьбы с бактериями без антибиотиков
Коллектив лаборатории перспективных исследований МФТИ придумали новый способ борьбы с бактериями без антибиотиков. Заодно решена проблема с невосприимчивости бактерий к ним
Коллектив исследователей под руководством сотрудников Лаборатории перспективных исследований мембранных белков МФТИ открыли механизм взаимодействия бактерии с сигналами из «внешнего мира», определив структуру белкового комплекса. Изучение детального строения этого комплекса позволяет понять, как микроорганизмам удаётся очень точно воспринимать условия внешней среды и быстро адаптироваться к ним.
Бактерии чрезвычайно успешно адаптируются к условиям изменяющейся внешней среды. Это приводит к быстрому «выходу из строя» многих антибиотиков — клетка, приспосабливаясь, вырабатывает устойчивость к препарату и уже не погибает от его воздействия, что сказывается на эффективности лечения всевозможных инфекций.
Известно, что восприятие информации о внешнем мире у бактерий часто происходит с помощью двухкомпонентных сигнальных систем, которые представляют собой белковые трансмембранные комплексы (то есть такие, которые находятся в мембране и «торчат» и внутрь, и наружу клетки). Определение точной структуры таких комплексов является основой понимания механизма их работы. А зная то, как такая система работает, можно понять, как её «выключить» — поэтому эти комплексы и являются перспективной мишенью для антибиотиков будущего.
«Результаты исследования имеют практическое применение в борьбе с устойчивостью бактерий, однако важность самого исследования в первую очередь фундаментальная, так как подобные механизмы передачи сигнала могут быть задействованы в тысячах похожих бактериальных рецепторов, отвечающих за различные функции в клетке. Таким образом, можно строить более точные модели работы таких рецепторов», — говорит Валентин Борщевский, старший научный сотрудник Лаборатории перспективных исследований мембранных белков.
Результатом этого открытия станут новые препараты, позволяющие уничтожать бактерии, возобновить восприимчивость бактерий к антибиотикам или даже уменьшить вредное воздействие антибиотиков на организм человека за счет использования более слабых рецептур препаратов к которым уже давно бактерии не восприимчивы.
Блокирование фермента у бактерий остановит развитие инфекций – учёные
Учёные открыли фермент у бактерий из семейства Стрептококки, заблокировав который, можно будет остановить развитие опасных инфекций. Об этом сообщает Journal of Biological Chemistry.
Стрептококки вызывают множество различных заболеваний, такие как острый фарингит, скарлатина, сепсис, хронические аутоиммунные заболевания, синдром токсического шока и другие опасные для жизни человека инфекции.
Команда учёных из Университетов Данди и Эдинбурга в Шотландии совместно с коллегами из Российской академии наук обнаружили фермент (α-D-GlcNAc-β-1,4 — L-рамнозилтрансфераза), который запускает производство полисахарида рамнозы, углевода, покрывающего стрептококковые бактерии. Этот полисахарид необходим для роста бактерий и позволяет им заражать людей, определяя их возможность к передаче инфекции.
Используя методы молекулярной и синтетической биологии, биохимии, методы радиоактивной метки и ядерного магнитного резонанса, учёные установили исключительную роль открытого фермента в синтезе жизненно необходимого для стрептококка полисахарида. Это, в свою очередь, открывает новые возможности для блокирования обнаруженного фермента, а значит, можно будет бороться с опасной инфекцией без антибиотиков.
Напомним, в настоящее время глобальной проблемой становится антибиотикорезистентность бактерий — невосприимчивость их к существующим антибактериальным препаратам. Так, в 20% случаев ангины, вызванной стрептококками, антибиотики не оказывают должного эффекта.
Выпущен первый в мире антибиотик против рака
Ученые изобрели новый антибиотик «Киедарцидин», который способен уничтожать ДНК бактерий и раковых клеток.
Этот антибиотик был изобретен международными учеными из британских университетов Линкольна и Токио. Материал был открыт естественным путем в Индии 30 лет назад. Ученые считают, что почва — это естественный источник всех антибиотиков, которые были разработаны в 1940-х годах.
Вещество (прототип Кедарцидина), извлеченное из почвы в ходе исследования, продемонстрировало сильные противоопухолевые и антибактериальные свойства, однако они имеют сложную молекулярную структуру. Она была проанализирована совсем недавно, и на основе полученных данных, ученые пришли к выводу, что смогут разработать антибиотик против рака.
Антибиотик «Кедарцидин» обладает высокой биологической активностью, что позволяет разрушать ДНК раковых опухолей и предотвращать их рост и последующее развитие. Появление этого антибиотика «Кедарцидин» можно считать началом появления нового поколения антибиотиков в мире.
Найдена причина возникновения смертельных суперинфекций
Ученые Ньюкаслского университет в Великобритании выяснили, что бактерии способны изменять свою форму, что делает их устойчивыми к антибиотикам. Об этом сообщается в пресс-релизе на Phys.org.
Исследователи изучили L-формы — бактерии, которые лишились клеточных стенок, но способные к развитию и размножению. Известно, что L-формы возникают под воздействием таких факторов, как антибиотики, ферменты и ультрафиолетовые лучи.
Показано, что в организме пациентов с инфекциями мочевыводящих путей, принимавших антибиотики, присутствуют лишенные клеточной стенки бактерии Escherichia coli, Enterococcus, Enterobacter и Staphylococcus. После того как антибактериальное средство теряет силу, микроорганизмы восстанавливают клеточную стенку всего за пять часов. У здоровых людей L-формы легко уничтожаются иммунной системой, но у пожилых и ослабленных болезнью пациентов бактерии выживают, после чего происходит рецидив инфекции.
По словам ученых, одним из методов борьбы с устойчивыми бактериями может стать комбинированное лечение. В этом случае одни антибиотики должны атаковать клеточные стенки, а другие — ДНК или РНК в клетке микроба.
Суперинфекциями называют вторичные инфекции, устойчивые ко всем основным лекарствам и опасные для жизни больного.
Бактерия, которая может за сутки погубить человечество
Иммунитета к этой бактерии нет ни у людей, ни у животных, а живет она практически везде: на всех континентах и материках.
Речь идет о спорообразующей палочке Clostridium Botulinum, которая вызывает ботулизм — тяжелое заболевание, характеризующееся поражением нервной системы. Всего четыре килограмма этого яда может стереть с лица Земли все человечество.
Живет Clostridium Botulinum буквально везде, отлично приспосабливаясь к условиям среды, которая ее окружает. Ни арктический холод, ни морская соленая вода, ни палящий зной пустынь ее не пугают. У человека есть лишь одна защита от заражения: желудочный сок, убивающий развитие бактерии. Правда, если образование спор уже началось, остановить его крайне сложно.
Лишь одного укуса пищи, зараженной палочкой ботулизма, хватит, чтобы подцепить заболевание и скончаться в течение суток. Об этом сообщает Рамблер.
Ученые назвали место, где появятся самые опасные супербактерии
Индия в ближайшем будущем может стать главным «инкубатором» супербактерий, неуязвимых к действию всех антибиотиков, если власти страны не запретят продажу непроверенных и неразрешенных антибиотиков, говорится в статье, опубликованной в журнале BJCP.
«Продажа запрещенных и непроверенных антибиотиков подрывает все усилия по борьбе с растущей стойкостью микробов к их действию, которые проводятся властями Индии. Транснациональные корпорации должны объяснить, почему они продают в Индии продукты, которые не только не были одобрены на их собственной родине, но и не были проверены регулирующими органами самой Индии», — заявила Патрисия Макгеттигэн (Patricia McGettigan) из университета Королевы Марии в Лондоне (Великобритания).
В последние годы перед медиками все шире и острее становится проблема появления так называемых «супербактерий» — микробов, стойких к действию одного или нескольких антибиотиков.
Главными «инкубаторами» таких микробов, как считают ученые сегодня, являются больницы и животноводческие фермы, где антибиотики используются для ускорения роста мясных пород скота. И на фермах, и в больницах сосредоточены большие количества и потенциальных носителей инфекции, и самих бактерий, и антибиотиков, заставляющих их эволюционировать и не дающих «обычным» бактериям вытеснить менее плодовитых супермикробов.
Другим крупным рассадником подобных неуязвимых бацилл, как прогнозируют Макгеттигэн и ее коллеги, может стать Индия, где уже было открыто несколько штаммов подобных микробов и где, как обнаружили ученые, массово применяются еще не одобренные или запрещенные антибиотики.
Ученые пришли к такому выводу, проанализировав то, какие лекарства присутствуют на рынке Индии, и сопоставив их перечень с тем, какие разрешения на производство тех или иных антибиотиков или их смесей выдавали регулирующие органы страны.
Более того, лишь 3% этих лекарств прошли клинические испытания и были одобрены регулирующими организациями в Британии и США, и многие из них имели серьезные побочные эффекты, из-за которых они были запрещены в развитых странах.
Что еще более интересно, подобные препараты производили не местные фармацевтические фирмы или нелегальные «пираты», а крупные транснациональные компании. По каким-то причинам эти корпорации посчитали допустимым производство и сбыт непроверенных или даже запрещенных препаратов на территории Индии. Сегодня, как отмечают ученые, их доля на рынке составляет около 20% от общего объема продаваемых антибиотиков.
Если ситуация не изменится в ближайшем будущем, то Индия, как считают Макгеттигэн и ее коллеги, может породить множество новых супермикробов, которые будут сопротивляться действию практически всех антибиотиков, существующих сегодня. По этой причине ученые призывают власти Индии ввести самые жестокие меры по ограничению «нелегального» оборота антибиотиков и запретить их употребление при лечении болезней, не имеющих отношения к бактериальным инфекциям.
Внезапно: в полярных льдах найдены жизнеспособные бактерии. Почему это важно для экологов и астробиологов?
Наша планета хранит немало тайн. Например, лёд и снег на её полюсах не являются "стерильными", как считалось ранее.
Исследователи из Университета Йорка (Великобритания) выяснили, что на Северном и Южном полюсах, прямо во льдах, обитают бактерии. Ранее признаки жизни специалисты находили лишь в подлёдных озёрах и тёплых пещерах Антарктики.
По словам учёных, это открытие изменит представление о возможностях развития жизни на других планетах.
Но самым важным является тот факт, что микроорганизмы, найденные в глыбах льда, изменяют полярную среду. И это значит, что изменение уровней СО2 в земной атмосфере явно недооценивалось.
Исследователи изучают образцы льдов, чтобы узнать о самых ранних этапах зарождения и формирования жизни. Вечная мерзлота "запирает" фрагменты истории и хранит их миллионы лет. По ней можно понять, каким был состав атмосферы планеты в разные моменты времени. В частности, климатологи используют образцы льда для изучения доисторических уровней углекислого газа в атмосфере. Затем их сравнивают с текущими показателями.
Собственно, этим и занимались исследователи, когда сделали неожиданное открытие. В образцах льда они обнаружили микроорганизмы, которые застряли в "ледяных капсулах" на долгие годы.
Поясним, что бактерии являются невероятно выносливыми микроорганизмами, но и у них есть свой "предел". Так, ранее считалось, что в полярных льдах и снегах существование жизни невозможно. Однако арктический и антарктический регионы всё же являются домом для некоторых видов.
Как отметил ведущий автор исследования Келли Редекер (Kelly Redeker), микробная активность и её влияние на местную среду никогда не учитывались при рассмотрении образцов проб льда. Из-за этого в интерпретации климатических изменений возникли некоторые ошибки.
"Дыхание бактерий (процесс получения биоэнергии из органических и неорганических веществ – прим.ред.) могло несколько повысить уровень СО2 в карманах воздуха, запертых в полярных ледяных шапках. Это означает, что до человеческой активности уровни CO2 могли быть даже ниже, чем считалось ранее", — рассказывает учёный.
Исследования, проведённые в лабораториях, ранее показали, что бактерии могут оставаться жизнеспособными при чрезвычайно низких температурах. Однако новая работа впервые доказала существование бактерий, изменяющих полярную среду.
Изначально специалисты изучали снег в его естественном состоянии. Потом некоторые образцы они стерилизовали при помощи ультрафиолетовых ламп.
Когда команда сравнила результаты, она обнаружила в "диком" снеге неожиданно высокие уровни метилйодида – соединения, которое вырабатывается морскими бактериями.
Кроме того, передовые технологии помогли исследователям обнаружить присутствие газов даже в самых минимальных концентрациях. То есть, к примеру, углекислый газ они замечали даже в том случае, если его концентрация была в миллион раз меньше, чем в атмосфере.
Авторы также подчёркивают, что предусмотрели многоуровневую защиту и принимали все возможные меры предосторожности, чтобы сохранить образцы в их естественном виде. Кстати, фрагменты снега и льда для изучения исследователи брали в середине ледников – там, где уже не было почв или любых других "форм" дикой природы, которые могли загрязнить образцы.
По мнению учёных, их данные пригодятся не только экологам и климатологам, но и астробиологам. Как уже упоминалось, исходя из этого открытия, можно сделать вывод, что даже на холодных планетах при определённых условиях может развиваться жизнь.
"Тот факт, что мы наблюдаем метаболически активные бактерии непосредственно в нетронутых льдах и снегах, является признаком того, что жизнь распространялась в такой среде, где мы не ожидали её увидеть. Это говорит о том, что мы можем расширить горизонты, когда речь идёт о том, какие планеты способны поддерживать жизнь", — добавляет Редекер.
Это хорошая новость, но есть и плохая. Из-за наличия во льдах бактерий биологические процессы, связанные с ними, повлияли на показатели состава атмосферы древней Земли. Теперь же получается, что миллионы лет назад CO2 в ней было меньше, чем считалось, а значит, антропогенная деятельность оказывает гораздо большее влияние на климат нашей планеты.
Научная статья по итогам исследования опубликована в издании Journal of the Royal Society Interface.
