Ученые превратили хищную бактерию в «живой антибиотик»

Британские ученые обнаружили, что бделловибрионы (Bdellovibrio bacteriovorus) могут повышать выживаемость при заражении антибиотикорезистентными патогенами при введении внутривенно. Результаты работы опубликованы в журнале Cell Biology.

Бделловибрионы представляют собой вид грамотрицательных хищных бактерий. Перемещаясь с рекордной (до 160 микрометров в секунду) скоростью, они атакуют другие, более крупные грамотрицательные бактерии, проникая в их периплазматическое пространство, где размножаются и в течение трех-четырех часов уничтожают клетку-хозяина. При этом бделловибрионы, вероятно, неопасны для человека: известно, что незначительное количество 16S рибосомной РНК (рРНК) этих бактерий может находиться в кишечнике у здоровых детей.

Прошлые работы также показали, что бделловибрионы могут сокращать количество антибиотикорезистентных патогенов в организме (куриц и крупного рогатого скота) при пероральном и наружном применении. Однако до сих пор их эффективность не изучалась для внутривенного введения — этот способ доставки препарата является самым надежным и быстрым. Чтобы восполнить пробел, ученые из Имперского колледжа Лондона и Ноттингемского университета провели серию экспериментов на бактериях рода шигеллы (Shigella) — возбудителях дизентерии.

На первом этапе бделловибрионы с флуоресцентным белком вводились в задний мозг личинок данио-рерио. Результаты показали, что большинство бактерий становятся видимыми уже вскоре после инъекции, однако их популяция быстро сокращается в отсутствие патогенов. Затем B. bacteriovorus помещались в чашку с шигеллой Флекснера (Shigella flexneri), и спустя примерно три часа популяция последней снижалась более чем в четыре тысячи раз. Наконец живым личинкам данио-рерио вводились бделловибрионы и смертельная доза патогена.

Эксперимент in vivo подтвердил эффективность бактерий: выживаемость личинок, получивших препарат, в течение трех дней составила 60 процентов, тогда как у необработанных данио-рерио она не превысила 25 процентов. Последующий анализ показал, что после введения бделловибрионы сопровождают лейкоциты (белые кровяные клетки, реагирующие на патогены), а также (спустя четыре часа) повышают экспрессию противовоспалительных цитокинов — интерлейкина-1-бета (IL1-бета) и фактора некроза опухоли (ФНО).

Читайте также: Ученые отучили людей бояться

По мнению авторов, полученные данные являются обнадеживающими. Хотя об испытаниях технологии на человеке говорить преждевременно, она может стать дополнительным инструментом в борьбе с устойчивостью патогенов к антибиотикам последнего резерва. «В свете все большего числа антибиотикорезистентных бактерий не следует пренебрегать пользой, которую несут в себе отношения между микроорганизмами», — прокомментировал работу представитель благотворительного фонда Wellcome Trust Майкл Чью (Michael Chew).

Вместе с тем, помимо антибиотикорезистентных грамотрицательных (S. flexneri устойчива к стрептомицину и карбенициллину) патогенов, существует множество грамположительных, например метициллинрезистентный золотистый стафилоккок (Staphylococcus aureus). При этом традиционный метод разработки антибиотиков осложняется тем, что большинство бактерий, способных вырабатывать нужные вещества, не культивируется в лабораторных условиях. Ранее американские ученые предложили технологию, которая упрощает синтез новых препаратов.