Устойчивые субпопуляции бактерий — ключ к неудачам антибиотикотерапии
Классическая резистентность к антибиотикам не всегда полностью объясняет, почему лечение иногда не срабатывает. Субпопуляции бактерий, называемые персистерами, могут выживать в присутствии летальных доз антибиотиков в течение длительного времени. Несмотря на интенсивные исследования, доказательств связи персистеров с плохими исходами у пациентов было мало.
Учёные под руководством микробиолога Брайана Конлона (UNC School of Medicine) и Джоша Парсонса (Duke School of Medicine) показали, что E. coli может эволюционировать в организме пациентов, производя больше персистерных клеток, что приводит к повышенной выживаемости при воздействии антибиотиков.
Исследование, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), с использованием данных пациентов, клинических изолятов и моделей на животных демонстрирует, что персистеры способствуют неудачам лечения, когда классическая резистентность этого не объясняет.
"Наше исследование — это самые убедительные доказательства важности персистерных клеток в клинической практике", — заявил старший автор работы Брайан Конлон.
Учёные использовали клинические изоляты E. coli бактериемии (бактерии из крови пациентов) и обнаружили, что у пациентов эволюционировали мутанты с высоким уровнем персистенции. У одного такого мутанта исследователи зафиксировали 100-кратное увеличение числа персистеров при воздействии тем же антибиотиком, который применяли для лечения пациента.
В модели инфекции на мышах эти мутантные бактерии не показали потери жизнеспособности и продемонстрировали 10-кратное увеличение выживаемости после воздействия антибиотиком.
Ключевой вывод: в случаях, когда пациенты не излечивались антибиотиками, классическая резистентность не была причиной плохого исхода.
"Наше исследование убедительно свидетельствует, что образование персистеров — важный показатель, который следует учитывать при лечении пациентов антибиотиками", — отметил Конлон.
Учёные считают, что необходимо:
- Разрабатывать методы выявления мутантов, которые, вероятно, будут плохо реагировать на антибиотики.
- Создавать новые терапевтические подходы для уничтожения персистеров, чтобы улучшить результаты лечения пациентов.