Cum bacteriile aproape ucise de antibiotice se pot recupera și câștiga rezistență

Majoritatea bacteriilor moarte pot fi uneori reînviate ca celule rezistente la antibiotice.

O proteină din care pompează substanțele chimice toxice E coli celulele bacteriene pot câștiga timp chiar și pentru ca microbii aproape morți să devină rezistenți la antibiotice. Proteina, cunoscută sub numele de pompa de eflux multimedicament AcrAB-TolC, nu funcționează suficient de bine pentru a învinge antibioticele singură. Dar poate muta suficiente molecule de antibiotic din celulele bacteriene pentru a permite producerea de proteine ​​de rezistență reală, raportează cercetătorii în 24 mai. Ştiinţă.

Bacteriile schimbă adesea ADN-ul, inclusiv unele gene de rezistență la antibiotice. Oamenii de știință știu de zeci de ani că genele de rezistență la antibiotice sunt adesea purtate pe cercuri mici de ADN numite plasmide. Două bacterii care vin în contact una cu cealaltă pot trece aceste plasmide de la celulele rezistente la antibiotice la cele sensibile. Dar s-a crezut că asta se întâmplă atunci când antibioticele nu există pentru a ucide celulele sensibile.

Înțelepciunea comună susține că tratarea bacteriilor cu antibiotice ar trebui să oprească bacteriile în actul de schimbare a genelor de rezistență la antibiotice, spune Kim Lewis, microbiolog la Universitatea Northeastern din Boston, care nu este implicat în studiu. Cel puțin, „ieri, asta ți-aș fi spus”, spune el. „Astăzi, după ce am citit lucrarea, trebuie să-mi schimb părerile.”

Geneticistul în bacterii Christian Lesterlin de la CNRS-INSERM de la Universitatea din Lyon din Franța și colegii săi au vrut să afle mai multe despre modul în care bacteriile își transmit rezistența la antibiotice între ele. Cercetătorii au modificat genetic E coli pentru a face proteine ​​fluorescente care au permis echipei să urmărească la microscop în timp real cum bacteriile au schimbat plasmidele și au făcut proteine ​​rezistente la antibiotice.

VIVA LA RESISTANCE Cercetătorii au capturat bacteriile E. coli în actul de a deveni rezistente la antibioticul tetraciclină. Unele bacterii conțineau deja o bucată circulară de ADN, numită plasmidă, care poartă gene de rezistență la antibiotice. Acele celule rezistente (verzi) trec plasmida celulelor sensibile (roșii). Odată ce plasmida s-a transferat (puncte galbene), bacteriile sensibile încep să producă proteine ​​care fac microbii rezistenți la antibiotic. Bacteriile devin din ce în ce mai verzi pe măsură ce devin rezistente la antibiotic.

Schimburile au loc rapid. În trei ore, aproximativ 70 la sută dintre sensibili E coli au devenit rezistente la antibioticul tetraciclină, a descoperit echipa lui Lesterlin. Când tetraciclină a fost adăugată bacteriilor, aproximativ o treime dintre microbii care erau încă sensibili au devenit și rezistenți la tetraciclină. „A fost foarte, foarte surprinzător”, spune Lesterlin.

Odată ce bacteriile primesc ADN-ul plasmidic, ele încă trebuie să activeze genele de rezistență și să producă proteinele care în cele din urmă luptă împotriva antibioticelor – în acest caz, o proteină numită TetA care pompează tetraciclina din bacterii. Tetraciclina blochează producția de proteine, așa că atunci când medicamentul este în jur, bacteriile care nu au produs încă TetA vor fi aproape moarte și nu ar trebui să poată profita de genele de rezistență nou dobândite, spune Lewis.

Dar cele mai multe bacterii moarte sunt încă puțin în viață datorită pompei de proteine ​​cu mai multe medicamente – cel puțin suficient pentru a putea extrage uneori unele proteine ​​TetA, care apoi exportă tot antibioticul și în cele din urmă readuc microbii la viață deplină, au descoperit cercetătorii.

Pompa cu mai multe medicamente a ajutat, de asemenea, bacteriile să rămână în viață suficient de mult pentru a dezvolta rezistență la alte antibiotice. Dezactivarea sau îndepărtarea acelei pompe a împiedicat bacteriile să dezvolte rezistență. Medicamentele care dezactivează această proteină de pompare ar putea fi capabile să oprească răspândirea rezistenței la antibiotice prin plasmide. Dar nici un astfel de drog nu este sigur de utilizat la oameni încă, spune Lesterlin.

„Nu există vești bune pentru bunăstarea umană” în studiu, spune el. Totuși, „este mai bine să-ți cunoști inamicul și ce tip de armă are”.