Химик РУДН разработал новый способ побороть устойчивость микробов к антибиотикам
Бактерии, которые защищены биопленкой, обладают более высокой резистентностью к антибиотикам и другим негативным факторам среды. При этом современные темпы разработки новых препаратов не успевают за формированием резистентности к ним у бактерий. Среди таких бактерий следует отметить сальмонеллу, которая вредит пищевой промышленности и системе здравоохранения. Поэтому ведется поиск новых подходов, к которым бы у бактерий не формировалась устойчивость.
«Наша стратегия уже доказала свою эффективность в борьбе с образованием биопленок на титановых имплантатах. В настоящее время мы работаем над применением в промышленном и пищевом производстве. Механизм действия уже частично выяснен и мы предвидели революционный потенциал нашей технологии в борьбе с биопленочными инфекциями. Наши дальнейшие исследования принесут большую пользу борьбе с инфекциями, поскольку развитие резистентности угрожает эффективности противомикробных препаратов», — прокомментировал профессор Эрик В. Ван дер Эйкен руководитель Объединенного института химических исследований РУДН.
Стратегия основана на ингибировании образования бактериальных пленок. Химики смешали два штамма сальмонеллы, которые способны образовывать и не образовывать биопленки, и сравнили их скорость роста. Аналогично в среде с ингибитором 5-арил-2-аминоимидазолом, который подавляет образование пленок, они сравнили скорость роста смеси обычных бактерий сальмонеллы со штаммом с резистентностью к нему. Оказалось, что штаммы бактерий, которые сами не образуют биопленки, интенсивнее размножаются и вытесняют нормальные штаммы.
Химики обнаружили, что у бактерий сальмонеллы не формируется резистентность к ингибиторам, подавляющим образование биопленок. Сами биопленки играют роль «общественного блага» для бактерий — клетки, которые их перестают производить и расходовать на них ресурсы, начинают более активно делиться. Если в среде появляются бактерии с резистентностью к ингибитору, то они делятся медленнее и со временем вытесняются из культуры, а производимые ими пленки паразитически используются окружающими бактериями.
По данным исследования в течение 16 дней после инкубации смеси резистентных к ингибитору и нерезистентных штаммов с ингибитором содержание резистентных штаммов упало с 12% до 1%. Таким образом, из культуры вытесняются резистентные бактерии, и общая резистентность к ингибитору путем естественного отбора не закрепляется.
Ингибирование роста биопленок снижает способности клеток к прикреплению на поверхностях и уменьшает устойчивость к противомикробным препаратам. Например, штаммы сальмонеллы образуют биопленки снаружи и внутри хозяина, что помогает клеткам прикрепляться и защищает от удаления с помощью механической очистки, дезинфицирующих средств, антибиотиков и иммунной системы хозяина. Предложенный химиками РУДН подход позволяет не только повысить эффективность мер по борьбе с патогенными микроорганизмами, но и избежать появления резистентности.
Разработка повысит эффективность антибактериальной терапии и позволит бороться с распространенными биопленочными инфекциями в медицине, пищевой и фармацевтической промышленности, а также сельском хозяйстве.
Статья опубликована в журнале Nature Communications.
В РУДН уже шесть лет проводится несколько грантовых конкурсов, ориентированных на исследователей разного уровня — от молодых специалистов до ведущих учёных вуза. Они охватывают как индивидуальные проекты, так и работу в составе научных коллективов. В этом материале мы расскажем о конкурсах на выполнение НИР/НИОКР и дадим советы о том, как правильно оформить и подать заявку.
Всего несколько лет в РУДН работает лаборатория ресурсосберегающих технологий и микропластика, однако её коллектив уже добился впечатляющих результатов. Проводимые здесь исследования направлены на создание экологичных материалов, разработку новых методов синтеза и переход к устойчивому будущему.
Коллектив исследователей Центра смарт-технологий устойчивого развития городской среды АТИ РУДН получил продление гранта Российского научного фонда на