Если посчитать, каким волшебным умением чаще всего вооружены герои сказок, то первое место, безусловно, займёт невидимость. Благодаря ей все персонажи, вне зависимости от используемого метода, становились незаметными для всех врагов.
Микробиологи из Техасского университета и гарвардской Медицинской школы пошли дальше: им удалось сделать организм неосязаемым и невидимым для весьма опасных бактерий.
Конечно, прокариоты не обладают ни одним из пяти «чувств» в привычном для нас смысле, ведь для этого нужно иметь хоть какое-то подобие нервной системы. Зато многочисленные рецепторы, располагающиеся на их поверхности, работают куда эффективней наших языка или носа.
Да и реакция вполне однозначная: на каждое отдельное вещество бактерии – как, впрочем, и одноклеточные эукариоты, – реагируют одинаково. Если учесть, что современная биоинформатика достаточно неплохо умеет предсказывать связывание лигандов с рецепторами, действующее по принципу «ключ-замок», то предсказать эффект ученым вполне по силам.
Конечно, не к каждому встречающемуся в природе веществу существует свой рецептор, но чем больше их разнообразие, тем выше шансы клетки на выживание. Так, например, у Escherichia coli, Salmonella typhimurium и Francisella tularensis есть мембранный рецептор QseC, распознающий адреналин и норадреналин. Бактерии эти молекулы синтезировать не умеют, а вот организм хозяина, будь то кролик или человек, делает это в избытке.
Для этих прокариот это и становится сигналом к действию.
Адреналин связывается с рецептором, тот переходит в «возбужденное» состояние и запускает каскад реакций уже в цитоплазме клетки, завершающийся активацией вирулентных генов, отвечающих за синтез токсинов, протеолитических ферментов и прочей гадости, вызывающей серьезные последствия для человека.
Именно на этой логической цепи и решили сфокусироваться Ванесса Сперандио и соавторы её публикации в Science. «Гуманные» ученые решили не убивать бактерии, а попросту «спрятать» от них организм подопытных животных.
невосприимчивость к лекарственным средствам. Кроме неспецифических механизмов (толстая клеточная стенка, ферментные системы и так далее) у микроорганизмов объясняется возникновением спонтанных мутаций.
Самый распространенный и простой механизм развития резистентности очень прост. Представьте, что у вас есть 100 000 бактерий. Подействуем на них пенициллином. Из этих ста тысяч одна обладает врожденной, генетически закрепленной способностью этот пенициллин разлагать, а следовательно, - выживать даже под действием этого антибиотика. 99 999 особей умрут, но эта одна даст начало новому, устойчивому к пенициллину штамму. За неделю она даст миллион потомков, причем все эти потомки будут незначительно различаться ввиду спонтанно возникающих при делении мутаций.
Если мы через неделю сменим антибиотик, то среди этого миллиона найдется такая, которая будет устойчива и к нему. Если продолжать, то и получается резистентный ко многим антибиотикам штамм.
В обычном случае это предупреждается регулярной сменой антибиотиков в курсе лечения. Но если больной не один, то бактерия получает несколько «плацдармов» для развития - так и получается устойчивая внутрибольничная инфекция. У вирусов несколько другой механизм, но в основе его также лежат спонтанные мутации.
Предупредить развитие можно комбинированной терапией, получившей сейчас в лечении СПИДа наибольшее развитие - когда сразу используются два препарата, предупреждающие деление, а следовательно и возникновение спонтанных мутаций.
Если пациент полностью (и это очень важно!) соблюдает режим приема антибиотиков или противовирусных препаратов, то это не только обеспечивает ему своевременное излечение, но и предупреждает развитие новых, устойчивых к лечению форм инфекций.
В присутствии LED209 бактерии не только потеряли вирулентность in vitro, но и не смогли одолеть кроликов и мышей, до этого не представлявших для высокопатогенных штаммов никакой трудности.
На человеке такие опыты пока не проводились, но нетрудно предположить, что они последуют в ближайшие годы.
Более того, прокариоты не просто не чувствовали организм хозяина, они даже частично потеряли способность «общаться» между собой, поскольку QseC реагирует и на синтезируемый ими лиганд, способствующий «синхронизации» действий всей колонии.
Сперандио считает, что они продемонстрировали новое направление для разработки антибактериальных средств. Их подход обладает существенными преимуществами перед традиционной антибиотикотерапией. Во-первых, к нему не развивается устойчивость, во-вторых, он универсален и действует не только на бактерии одной группы, а на целых 25 видов, зависящих от QseC; кроме того, микробиологи не намерены ограничиваться одним «чувством».
