Механизм устойчивости бактерий к антибиотику альбицидину раскрыт

Новый анализ показывает, что патогенные бактерии, подвергнутые воздействию антибиотика альбицидина, быстро развивают устойчивость, возрастающую до 1000 раз, посредством механизма амплификации генов. Эти результаты представляют Марейке Заатхофф из Свободного университета Берлина (Германия) и её коллеги в журнале открытого доступа PLOS Biology.

Устойчивость бактерий к антибиотикам — растущая проблема, связанная с миллионами смертей по всему миру каждый год. Понимание того, как бактерии развивают устойчивость, является ключом к разработке более эффективных антибиотиков и стратегий их применения.

В последние годы альбицидин проявил себя как многообещающий антибиотик, способный убивать широкий спектр бактериальных видов, нарушая их репликацию ДНК. Исследователи работают над созданием новых препаратов на основе альбицидина; однако, несмотря на его потенциал, некоторые бактерии способны развивать к нему устойчивость.

Для дальнейшего изучения механизмов устойчивости к альбицидину Заатхофф и коллеги провели серию экспериментов, используя широкий набор инструментов, включая РНК-секвенирование, анализ белков, рентгеноструктурный анализ и молекулярное моделирование.

Они обнаружили, что две бактерии, часто связанные с инфекциями человека — Salmonella typhimurium и Escherichia coli — развивают устойчивость к альбицидину при воздействии всё более высоких концентраций этого соединения. Их анализ позволил определить источник этой устойчивости: увеличение количества копий гена STM3175 (YgiV) в бактериальных клетках, который амплифицируется в каждом новом поколении клеток при их размножении. Ген STM3175 кодирует белок, который взаимодействует с альбицидином таким образом, что защищает от него бактерии.

Дальнейшие эксперименты показали, что тот же механизм устойчивости к альбицидину широко распространён как среди патогенных, так и безвредных бактерий, включая микробы Vibrio vulnificus, способные инфицировать раны, и Pseudomonas aeruginosa, которые могут вызывать пневмонию и другие инфекции. Эти результаты могут помочь в текущей разработке антибиотических стратегий на основе альбицидина.

Авторы добавляют: «Наше исследование раскрывает механизм устойчивости к пептидному антибиотику альбицидину у грамотрицательных бактерий, основанный на дупликации и ампфикации гена, кодирующего транскрипционный регулятор».