Эксперты предсказывают, что без вмешательства проблема бактериальных инфекций с множественной лекарственной устойчивостью может стать катастрофической к 2050 году, убивая почти 10 миллионов человек ежегодно.

В поисках решений Национальный институт здравоохранения предоставил пятилетний грант в размере 1,8 миллиона долларов Джозефу Боллу, доценту биологии Техасского университета в Арлингтоне, для выявления и подавления защитных механизмов Acinetobacter baumannii патоген, который процветает в больницах и клинических учреждениях.

A. baumannii может вызывать инфекции крови, мочевыводящих путей и легких или раны в других частях тела. Инфекции обычно лечат антибиотиками, но многие штаммы устойчивы к лекарствам, включая карбапенемы, класс высокоэффективных антибиотиков, обычно применяемых при тяжелых бактериальных инфекциях с множественной лекарственной устойчивостью.

В предыдущем исследовании мы обнаружили, что когда A. baumannii испытывает стресс, например, лечение антибиотиками, он модифицирует свою клеточную оболочку, чтобы выдерживать антибиотик в течение продолжительных периодов времени. Конкретные модификации позволяют бактериям выживать достаточно долго, чтобы приобрести истинную устойчивость к антибиотикам, что может привести к неэффективности лечения антибиотиками. Это может произойти в течение 24 часов после воздействия антибиотиков ".

Джозеф Болл, доцент биологии Техасского университета в Арлингтоне

Команда Болла рассчитывает определить, какие адаптации клеточной оболочки позволяют патогену выжить в присутствии антибиотиков и как выживаемость способствует приобретению истинной устойчивости.

В недавнем исследовании под названием «Активность связывающих пенициллин белков перегородки класса А и ld-транспептидазы опосредуют отбор устойчивых к колистину липоолигосахараидов, дефицитных Acinetobacter baumannii, », которое было опубликовано в журнале mBio , группа показала, что два фермента LD-транспептидазы ремоделируют A. клеточная оболочка baumannii чтобы способствовать ее выживанию в условиях стресса, такого как тот, который испытывается во время лечения антибиотиками.

Вооружившись этим прорывом, Ханна Боверманн, старший специалист по биологии и микробиологии, анализирует гены, кодирующие LD-транспептидазы бактерий, чтобы узнать, какие стрессовые условия вызывают их активацию. Она выделяет промоторы LD-транспептидазы, часть ДНК, которая контролирует использование других частей ДНК, и склеивает их с другим геном, функция которого состоит в том, чтобы окрашивать бактериальную клетку в синий цвет. Когда клетка находится в среде, где она хочет изменить свою клеточную оболочку, чтобы защитить себя, она становится синей, и Боверманн может наблюдать время изменения.

Чтобы спровоцировать эту реакцию, она вводит антибиотики, экспериментирует с различными изменениями температуры, подвергает клетку градиенту pH и подвергает клетку лишению питательных веществ.

«Каждый ответ приближает нас к пониманию того, как модификации клеточной оболочки сохраняют целостность бактериальной клетки при стрессе», – сказал Боверманн.

Исследователи надеются найти на поверхности клетки новые мишени для атаки антибиотиков, усиливая эффективность существующих лекарств против A. baumannii инфекции.

Лекарственно-устойчивые бактерии заставили медицинских работников использовать комбинаторные методы лечения, при которых для лечения бактериальных инфекций используются несколько препаратов, но даже эти методы становятся все более неэффективными, сказал Болл.

«Это превратилось в игру. Исследователи открывают новый противомикробный препарат, и бактерии становятся устойчивыми к нему. У нас заканчиваются варианты», – сказал Болл. «Бактериальная резистентность быстро опережает развитие новых антибиотиков»