Работа ученых из Имперского колледжа Лондона, опубликованная в журнале Nature Communications, показывает, как бактерии Klebsiella pneumoniae повышают свою резистентность к карбапенемам.

K. pneumoniae — типичный возбудитель внутрибольничных инфекций (то есть распространенных и передающихся пациентам в лечебных учреждениях). Вызывает воспаление легких, поражает кровь и раны, особенно опасна для пациентов со сниженным иммунным статусом.

Карбапенемы — класс β-лактамных антибиотиков широкого спектра действия, которыми ранее успешно лечили многие устойчивые к другим антимикробным препаратам инфекции, в том числе вызванные K. pneumoniae. Однако постепенно бактерии научились сопротивляться и им.

Авторы работы выяснили, как микроорганизмам это удается. Сравнив строение устойчивых к лекарству бактерий с неустойчивыми собратьями, ученые нашли отличия. У «стойких» K. pneumoniae белки, создающие поры в клеточной стенке, модифицированы или отсутствуют. Благодаря этому резистентные микробы имеют маленькие поры, через которые не может проникнуть уничтожающий их препарат.

При этом для самих бактерий это не несет другой эволюционной выгоды: как показали тесты на мышах, устойчивый штамм слабее обычного, хуже питается и медленнее растет. Вне больничной среды, подавляющей конкурентов антибиотиком, этот вид проиграл бы в борьбе за существование. Во внутрибольничной же среде преимущество в бою с антибиотиками перевешивало негативное влияние более медленного роста бактерий, позволяя им поддерживать высокий уровень инфекции.

Резистентность внутрибольничных инфекций — одна из ключевых медицинских проблем современности. Она становится причиной десятков тысяч человеческих смертей ежегодно, а Всемирная организация здравоохранения предупреждает, что мир движется к «эпохе пост-антибиотиков».

Автор исследования, доктор Джошуа Вонг, говорит: «Распространенность устойчивости к антибиотикам растет, поэтому мы все больше полагаемся на лекарства, такие как карбапенемы, которые действуют против широкого спектра бактерий».

Авторы исследования подчеркивают, что результаты показывают важность контроля над назначением антибиотиков. Главным же направлением, где может пригодиться их работа, они считают создание новых препаратов, для чего необходимо понимание приспособительных механизмов бактерий, которые помогают им держать «двери», в которые входят лекарства, на замке.

«Мы надеемся, что получится разработать лекарства, способные вскрыть дверь, и наши данные дают информацию, которая поможет ученым и фармацевтическим компаниям воплотить эти новые препараты в жизнь», — говорит возглавлявший исследование профессор Гэд Фрэнкель из Департамента естественных наук колледжа.