Как антибиотик уничтожает бактерии? Ученые рассмотрели этот процесс в мельчайших деталях, а также ответили на вопрос, почему иногда даже сильное противомикробное средство не может справиться с вредным микроорганизмом.
У антибиотика есть своя тактика: он последовательно разрушает защитную оболочку бактерии, пробивает ее броню и добирается до жизненно важных клеток.
Особенно сложно победить грамотрицательные бактерии. Именно из-за них развиваются брюшной тиф, пневмония, менингит и ряд других опасных для жизни заболеваний. Все из-за того, что внешняя мембрана у этих бактерий состоит из макромолекул липополисахаридов. Оболочка получается настолько плотной, что ее не берут лекарства.
Но против такой брони все же нашли свое оружие – препараты группы полимиксинов. Они пробивают эту, казалось бы, неприступную крепость, но долгое время ученые не понимали, как именно это происходит.
Под сильным увеличением процесс удалось рассмотреть в мельчайших деталях, а в качестве подопытной выступила кишечная палочка, находящаяся в питательной среде. Как только исследователи добавили полимиксин B, поверхность бактерии, которая изначально была гладкой, вдруг начала покрываться пузырями. Они лопались, и микроорганизм на глазах терял липополисахариды, которые защищали его от негативных воздействий.
При этом ученые отметили, что антибиотик не убивал бактерию сразу. Как только образовывалась брешь в одном месте, она спешно начинала ее «затыкать» блоками из липополисахаридов, но параллельно антибиотик наносил другие удары, в разных местах, и бактерия просто не успевала «латать дыры», а защитные «кирпичи» продолжали вываливаться наружу, открывая доступ к основной цитоплазматической мембране. В итоге антибиотик добирался до «сердца» бактерии и убивал ее.
Почему даже сильные антибиотики не всегда работают
Казалось бы, раз противомикробный препарат такой «умный», то почему даже он теряет силу? Оказалось, что полимиксин B эффективен против активных бактерий, которые живут в благоприятной среде, растут и размножаются. Но как только условия обитания ухудшаются, бактерии впадают в своего рода спячку и становятся невидимыми для антибиотика.
Тогда эксперты решили разбудить бактерию. Для этого понадобилось добавить в ее среду питательные вещества. Шалость, как говорится, удалась, бактерия на радостях проснулась, но ее тут же заметил антибиотик и убил.
Наблюдая за этой драмой, исследователи предложили новый вид терапии хронических заболеваний: пробуждать бактерии с помощью сахаров и убивать их полимиксином. Но предложение, надо сказать, опасное: нет гарантии того, что процесс не выйдет из-под контроля. Пробуждение бактерий может спровоцировать их резкий рост и серьезное обострение заболевания.
Так что лучше использовать комбинированный подход: создать препараты, которые будут делать бактерии заметными для антибиотиков, но при этом не пробуждать их, а другие лекарства смогут убивать патогены, используя изученный механизм.