Медицина
Біологія
Медицина
Біологія

Бактерії змінили свою форму для уникнення дії антибіотика

Американські та британські фізики продемонстрували, як зміна форми бактерії може допомогти їй набути стійкості до антибіотиків. Завдяки новій формі з часом бактерії відновили нормальний темп росту навіть за присутності постійної концентрації антибіотика, пишуть вчені у журналі Nature Physics.

Порівняння зростання C. crescentus під дією антибіотика (знизу) та без нього (зверху). Shiladitya Banerjee / Carnegie Mellon University

Порівняння зростання C. crescentus під дією антибіотика (знизу) та без нього (зверху). Shiladitya Banerjee / Carnegie Mellon University

Як бактерії уникають антибіотики?

Для виживання організмові необхідно вміти пристосовуватися до мінливих умов. Навіть якщо цей організм одноклітинний, наприклад, бактерія. Бактерії насправді живуть у досить ворожому світі, повному антибіотиків. Щоб набути стійкості до отруйних для них речовин, вони можуть отримати частину генетичного матеріалу, який забезпечує таку функцію, від іншої бактерії. Або ж у них може виникнути нечутливість до антибіотиків самостійно, як наслідок постійних випадкових мутацій протягом поколінь. У своїй новій роботі вчені зі Сполучених Штатів Америки та Великобританії показали, що для бактерій є ще один шлях вижити, коли їх вбивають антибактеріальні речовини.

Що зробили вчені?

Дослідники провели дослідження із культурою грам-негативних бактерій Caulobacter crescentus, які населяють прісні річки та озера, але також є популярними модельними організмами. Вчені прагнули дослідити особливості виникнення антибіотикорезистентності, тож обробили одноклітинні організми невеликою кількістю антибіотика широкого спектра дії — хлорамфеніколу. Тої кількості препарату було достатньо, щоб знизити темпи росту бактерій, але замало, щоб їх вбити (подібні умови часто створюють пацієнти своїм бактеріям, коли приймають антибіотики без призначення лікаря).

Що стало з бактеріями?

Через декілька поколінь C. crescentus почали змінювати свою форму: овальні бактерії стали витягуватися та згинатися, формуючи букву С. Несподівано, це допомогло мікроорганізмам зменшити свою сприйнятливість до хлорамфеніколу та відновити нормальний ріст, майже такий, як до внесення антибіотика. Але як тільки антибіотик забирали з культури бактерій, їхня звичайна форма почала повертатися.

Науковці припускають, що оскільки в формі букви С у бактерій зростає ширина та об’єм, це дає змогу розбавити кількість антибіотика всередині клітини. А його в таких умовах теж потрапляє до бактерій менше, оскільки особлива форма призводить до зменшення відношення площі поверхні до об’єму.

Дослідження може допомогти краще зрозуміти механізми адаптації бактерій до присутності антибіотика.