Антибиотики собрали в «неотразимые» пары

Ротация антибиотиков: черные точки — чувствительные клетки, лиловые — устойчивые к A, зеленые — устойчивые к В.
Изображение: Lejla Imamovic & Morten O. A. Sommer, Sci. Transl. Med., 2013

Датские ученые предложили новый метод борьбы с образованием у бактерий устойчивости к антибиотикам. Он основан на изучении того, как устойчивость микроорганизмов к одним веществам влияет на чувствительность к другим. Исследование опубликовано в журнале Science Translational Medicine.

Суть нового метода заключается в том, чтобы использовать для борьбы с бактериями несколько антибиотиков разной природы, которые сменяли бы друг друга в курсе лечения. Подобный подход известен еще с 50-х годов прошлого века, однако новый метод имеет принципиальное отличие — он основан на изучении взаимного влияния между разными механизмами устойчивости.

Классический подход к использованию ротации антибиотиков основан на предположении о том, что устойчивые бактерии всегда менее конкурентоспособны, чем обычные. То есть, если в среде имеются микроорганизмы и устойчивые, и чувствительные к антибиотику А, то при отмене препарата устойчивые всегда проиграют в конкуренции с обычными. Считалось, что при назначении антибиотика В, имеющего другой механизм действия, это правило также выполняется.

Ученые показали, что это далеко не всегда так, поскольку образование устойчивости к одним веществам может влиять на чувствительность к другим, причем как в одну, так и в другую сторону (это видно на диаграмме, которую приводят авторы). Например, приобретение устойчивости за счет использования специальных молекулярных насосов, которые выкачивают антибиотики из клетки, может сделать ее более чувствительной к веществам, которые эти насосы выкачивать не могут — просто за счет увеличения проницаемости клеточной мембраны. Если эти насосы все-таки связывают альтернативный антибиотик, то клетка становится наоборот, «коллатерально устойчивой».

Ученые предлагают использовать антибиотики в парах, тройках и других последовательностях, где устойчивость к одному повышает чувствительность к другому. Тогда, если при применении вещества А появятся устойчивые бактерии, при применении препарата B они будут конкурентно вытеснены обычными сородичами и только потом последние смогут «научится» устойчивости к В.

Антибиотики являются частью естественного арсенала бактерий в борьбе за экологические ниши. Иногда эти отношения могут быть очень сложными. Например, известно, что три штамма бактерий, которые 1) производят антибиотик, 2) устойчивы к нему, но не производят сами, и те, кто 3) не производят и не устойчивы, в одной экологической нише соотносятся как камень, бумага и ножницы (соответственно) в одноименной игре.