Dodano: 01 październik 2019r.

Bakterie mogą zmieniać kształt, by uniknąć antybiotyków

Naukowcy wykazali, że bakterie mogą zmienić formę, aby uniknąć wykrycia przez antybiotyki w ludzkim organizmie. Te odkrycia mogą pomóc w walce z coraz bardziej palącym problemem, czyli bateriami opornymi na działanie antybiotyków.

Bakterie mogą zmieniać kształt, by uniknąć antybiotyków

 

Bakterie oporne na antybiotyki są obecnie jednym z największych zagrożeń dla zdrowia. Utrudniają leczenie infekcji i odpowiadają za około 700 tys. zgonów rocznie. Szacuje się, że do 2050 roku, choroby, którym dotychczas można było zapobiegać, będą powodować około 10 milionów zgonów rocznie.

Bakterie stosują różne strategie w walce z antybiotykami. Mogą chociażby rozkładać antybiotyki lub przestać rosnąć i dzielić się, co czyni je trudnymi do wykrycia dla układu odpornościowego.

 

Zespół naukowców z Newcastle University zastosował najnowocześniejsze techniki, dzięki którym wykazał, że bakterie mogą też utracić ścianę komórkową - wspólny cel wielu grup antybiotyków i przekształcić się w tzw. L-formę bakterii. Wyniki badań ukazały się na łamach pisma „Nature Communications”.

- Praktycznie wszystkie bakterie są otoczone strukturą zwaną ścianą komórkową. Ściana jest jak gruba kurtka, która chroni przed obciążeniami środowiska i zapobiega pękaniu komórki. Nadaje bakteriom regularny kształt (na przykład pałeczki) i pomaga im skutecznie się dzielić – powiedziała Katarzyna Mickiewicz z Newcastle University, główna autorka badań.

- Ludzkie komórki nie posiadają ściany komórkowej. Z tego powodu nasz układ odpornościowy łatwo rozpoznaje bakterie jako wroga. A ponieważ ściana komórkowa istnieje u bakterii, ale nie u ludzi, jest to doskonały cel dla niektórych z naszych najlepszych i najczęściej stosowanych antybiotyków, takich jak penicylina. Innymi słowy, antybiotyki atakujące ścianę mogą zabijać bakterie bez szkody dla nas – wyjaśniła Mickiewicz.

Mickiewicz wraz ze współpracownikami zauważyła, że w obecności antybiotyków bakterie mogą zmienić postać i przejść w stan formy L z niedoborem ściany komórkowej. W takiej formie nasze organizmy nie rozpoznają bakterii, a zatem ich nie atakują, podobnie jak antybiotyki.

Uczeni natrafili na nieznane dotąd zachowanie bakterii badając próbki pobrane od starszych pacjentów z nawracającymi infekcjami dróg moczowych. Zauważyli, że u pacjentów, którym podawano penicylinę lub inny antybiotyk nakierowany na ścianę komórkową, bakterie potrafiły zmieniać formę, tracąc ścianę komórkową, która często jest celem antybiotyku.

Analizy wykazały, że formy L różnych gatunków bakterii zwykle związanych z nawracającymi infekcjami dróg moczowych, w tym E. coli, Enterococcus, Enterobacter i Staphylococcus, były wykrywalne u 29 z 30 pacjentów biorących udział w badaniu.

Jeśli warunki są sprzyjające, bakterie mogą przetrwać bez ściany komórkowej. Stają się wtedy wątłe i słabe, ale przeżywają. Są one częściowo niewidoczne dla naszego układu odpornościowego i odporne na wszystkie rodzaje antybiotyków, które atakują ścianę komórkową.

Badania wykazały również, że bakterie, które przybrały formę L, ponownie tworzą ścianę komórkową, gdy już nie ma antybiotyku. Zajmuje im to tylko pięć godzin. Naukowcy potwierdzili na podstawie badań z udziałem zarodków ryby z rodziny karpiowatych – danio pręgowanego, że zmiana do formy L jest możliwa w kontekście całego żywego organizmu, a nie tylko w warunkach w laboratoryjnych.

Na nagraniu widać, jak po usunięciu antybiotyku bakterie przekształciły się z form L w normalną formę tworząc ściany komórkowe

- U zdrowego pacjenta prawdopodobnie oznaczałoby to, że bakterie w stanie formy L zostaną zniszczone przez układ odpornościowy ich gospodarzy. Ale u osłabionego lub starszego pacjenta, podobnie jak w naszych próbkach, bakterie te mogą przetrwać. Następnie mogą ponownie uformować ścianę komórkową, a pacjent ponownie staje w obliczu kolejnej infekcji. I może to być jeden z głównych powodów, dla których widzimy osoby z nawracającymi infekcjami dróg moczowych – zaznaczyła Mickiewicz. - Dla lekarzy może to oznaczać rozważenie zastosowania kombinacji leków, na przykład antybiotyku, który celuje w ścianę komórkową, a następnie innego rodzaju związku dla każdej ukrytej bakterii w L-formie – dodała.

 

Źródło: Newcastle University, The Conversation, fot.