Бактерии променят рибозомите си и така устояват на антибиотици

Акценти

Изследователи от Центъра за геномна регулация в Барселона установяват, че бактериите променят своите рибозоми, когато са подложени на често използвани антибиотици. Тези изключително фини корекции могат да променят мястото на свързване на лекарствените цели и да бъдат възможния нов механизъм за антибиотична резистентност, показва изследването. Проучването на испанските учени открива изцяло нова стратегия за оцеляването на бактериите.

Проучването

В основата на изследването е една от често срещаните бактерии - Escherichia coli, която може да бъде напълно безвредна, но и да провокира сериозни инфекции. Научната група подлага бактерията на два медикамента, с които се лекуват бактериални инфекции. Това са стрептомицин и касугамицин. От 40-те години на миналия век стрептомицинът се използва за лечение не само на туберкулоза, но и на други заболявания. Касугамицинът има решаващо значение за селското стопанство и за предотвратяването на бактериалните заболявания на културите. Независимо къде се прилагат и двата антибиотика не позволяват на бактериите да произвеждат нови протеини. Правят го чрез специфично насочване към техните рибозоми, които не само са съставени от протеини и рибозомна РНК, но и създават протеини.

Проучването установява, че за да отговори на антибиотиците, Ешерихия коли започва да сглобява нови рибозоми, които са по-различни от произведените при нормални условия.

Новите рибозоми нямат определени модификации в зависимост от използвания антибиотик. Модификациите буквално се губят на местата, където антибиотиците се свързват и спират производството на протеини. Това от своя страна кара бактериите да бъдат много по-устойчиви на лекарства.

Д-р Анна Делгадо Техедор, един от авторите на публикацията в Nature Communications, казва, че основният извод, до който екипът стига, е, че рибозомите на бактериите могат да се променят структурно достатъчно, за да попречат на антибиотика да се свърже ефективно и да си свърши работата.

Изводите

Основният е свързан с новите възможности на бактериите да се противопоставят на антибиотиците.

Факт е, припомнят учените, че бактериите развиват резистентност към антибиотици по различни начини, сред които и чрез мутации в тяхната ДНК.

>>>Антибиотик унищожава резистентни към лекарствата супербактерии

Настоящото изследване тества една напълно нова стратегия за оцеляване.

„Escherichia coli променя молекулярните си структури със забележителна прецизност и при това в реално време. Това е скрит и фин начин за избягване на лекарствата“, коментира резултатите от работата на екипа проф. Ева Мария Новоа, която е ръководител на изследването.

Изследователите правят констатациите с помощта на усъвършенствана технология за секвениране на нанопори, която чете директно РНК молекули. Този подход позволява модификациите да бъдат видени такива, каквито са, в техният естествен контекст, за разлика от останалите техники, които обработват РНК молекулите по начин, който елиминира химическите модификации.

>>>Съществуват ядрени РНК, които не се променят през целия живот

Директното секвениране на нанопори на РНК успява да идентифицира модификациите на бактериална иРНК, които са замесени в механизмите за резистентност към антибиотици.

Проучването не изследва защо или как се губят химическите модификации. Бъдещи проучване биха могли да навлязат по-дълбоко в основната биология на този адаптивен механизъм и да открият нови начини за борба с една от предстоящите най-големи кризи в световното здравеопазване.

>>>Откриват случаи на тежка малария, резистентна на артемизинин

„Ако се задълбочим и разберем защо бактериите правят тези модификации, ние сме в състояние да създадем и нови стратегии, които не позволяват на бактериите да действат по този начив или да разработим нови лекарства, които се свързват по-ефективно с променените рибозоми“, обяснява проф. Новоа.

Всичко това е от огромно значение, защото от 1990 г. антимикробната резистентност отнема по един милион живота всяка година в света. Прогнозите са, че между 2024 г. и 2050 г. в резултат на нея ще има 39 милиона смъртни случай.
Както посочват и в публикацията си учените от испанския Център за геномна регулация: „Увеличаването на резистентността към антибиотици сред патогенните бактерии застрашава здравеопазването и ефективността на повечето известни антибиотици.“