Тестирование на уровне одной клетки показывает, какие антибиотики действительно убивают бактерии, а не просто останавливают их рост

Исследователи из Университета Базеля представили новый метод измерения эффективности уничтожения бактерий антибиотиками. Обычно препараты оценивают по их способности ингибировать рост бактерий в лаборатории, но критически важно, убивают ли они патогены в организме.

Бактерии могут выживать при терапии, особенно в состоянии покоя, когда они не размножаются, но и не погибают от антибиотиков. Это особенно важно при лечении туберкулеза и других сложных инфекций, где полная стерилизация очага — ключевая задача.

Съемка судьбы отдельных бактерий

Метод, названный «антимикробным тестированием на уровне одной клетки», основан на микроскопической съемке миллионов отдельных бактерий в тысячах различных условий.

«Мы снимаем каждую отдельную бактерию в течение нескольких дней и наблюдаем, убивает ли ее препарат и как быстро», — объясняет доктор Лукас Бёк. Это позволяет точно измерить, какая часть популяции бактерий уничтожается лечением.

Для демонстрации метода команда протестировала 65 комбинированных терапий на возбудителе туберкулеза Mycobacterium tuberculosis, а также на образцах от 400 пациентов с легочной инфекцией, вызванной родственным патогеном Mycobacterium abscessus.

Были выявлены различия как между разными терапиями, так и между разными штаммами бактерий у пациентов (так называемая антибиотическая толерантность). Анализ показал, что за способность бактерий «пересидеть» лечение отвечают определенные генетические особенности.

«Чем лучше бактерии переносят антибиотик, тем ниже шансы на терапевтический успех у пациентов», — резюмирует Лукас Бёк. Результаты тестирования хорошо коррелировали с данными клинических исследований и моделей на животных.

Польза для пациентов и разработки лекарств

Метод, описанный в журнале Nature Microbiology, пока используется как исследовательский инструмент, но в будущем может найти применение в клиниках и фарминдустрии.

Он позволяет подбирать антибиотикотерапию индивидуально под штаммы бактерий конкретного пациента. Понимание генетических основ толерантности может упростить и ускорить тесты, улучшить оценку эффективности новых препаратов на этапе разработки и заложить основу для новых терапевтических подходов.