Подавляющее большинство инфекционных заболеваний характеризуется скоплением патогенных бактерий, которые могут быть устойчивыми к антибиотикам. Теперь исследователи из Университета Бен-Гуриона в Негеве нашли ещё один метод борьбы с этими бактериями — с помощью молекул природного происхождения, содержащихся в кораллах. Работа [опубликована](https://bmcbiol.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12915-025-02234-7) в журнале BMC Biology.
Бактерии, обитающие в определённой локации, распознают друг друга посредством коммуникации, основанной на химических молекулах. Основываясь на этом методе коммуникации, называемом кворум-сенсинг, исследовательская группа под руководством профессора Ариэля Кушмаро и доктора Карины Гольберг из Лаборатории экологической биотехнологии в Департаменте биотехнологической инженерии имени Авраама и Стеллы Гольдштейн-Горен при Университете Бен-Гуриона в Негеве задалась вопросом: можно ли использовать эти свойства коммуникации для подавления вредных бактерий?
Биоплёнка — это «клееподобный» слой, характеризующийся высокой концентрацией бактерий, которые могут общаться друг с другом, создавая тем самым защиту от окружающей среды, включая антибиотики и иммунную систему. Чтобы попытаться «сломать» эту защиту, было собрано и изолировано более 120 бактерий, живущих на кораллах вблизи Межвузовского института морских наук в Эйлате. После лабораторных исследований учёные успешно обнаружили в бактериях химические молекулы из группы бисиндолов, которые изменяют свойства вредных бактерий и их способность образовывать биоплёнки.
«Бактерии, которых мы нашли на кораллах, выделяют эти молекулы, которые избирательно воздействуют на вирулентность вредных бактерий», — говорит доктор Гольберг. «Обнаруженные молекулы уникальны тем, что ослабляют способность устойчивых бактерий причинять вред, не убивая их. Молекулы нарушают свойства, контролируемые бактериальной коммуникацией, тем самым помогая предотвратить образование этими бактериями антибиотикорезистентной биоплёнки».
«Кроме того, молекулы снижают токсичность этих бактерий, их вирулентные свойства и даже делают антибиотики (такие как тобрамицин) более эффективными, в конечном итоге убивая бактерии даже при образовании биоплёнки», — добавили учёные.
Исследование рассматривало четыре штамма патогенных бактерий, известных своей высокой устойчивостью к антибиотикам и способностью вызывать тяжёлые инфекции, в основном в больницах. Основное внимание было уделено двум основным бактериям — Pseudomonas aeruginosa и Acinetobacter baumannii, которые привлекли особое внимание из-за их высокой летальности и прямой связи с хроническими инфекциями в лёгких и кровотоке.
Сочетание молекул бисиндола с бактериями значительно снизило вирулентность бактерий, а в сочетании с антибиотиками (тобрамицином) было обнаружено, что одна из молекул увеличивает проникновение антибиотика в биоплёнку, что позволило более эффективно уничтожать бактерии.
«Центральным новшеством исследования является разработка новой стратегии лечения патогенных бактерий, которая позволяет модифицировать вирулентные свойства бактерий, не убивая их», — пояснил профессор Кушмаро. «До сих пор методы лечения с использованием антибиотиков приводили к гибели бактерий и/или повышению устойчивости к антибиотикам, а также могли нанести вред полезным бактериям, которые являются частью микробиома человека».
Результаты исследования представляют собой инновационный подход, в котором сочетание природных веществ, нарушающих химическую коммуникацию у бактерий, может помочь нам в борьбе с антибиотикорезистентными бактериями. Исследование продвигает нас на шаг ближе к разработке новых и эффективных лекарств, которые могут действовать, не нанося вреда необходимым бактериям.
Предоставлено Университетом Бен-Гуриона в Негеве.