Эффективность антибиотиков традиционно оценивают по их способности замедлять или останавливать рост бактерий в лабораторных условиях. Однако куда важнее, действительно ли препарат убивает патогены в организме человека, а не просто временно подавляет их активность. Ученые из Базельского университета представили новый метод, который позволяет точно измерить, насколько эффективно антибиотики уничтожают бактерии, а не просто сдерживают их.
Это различие стало критически важным на фоне глобального распространения устойчивости к антибиотикам. Устойчивые бактерии – одна из самых серьезных угроз современному здравоохранению. Из-за генетических мутаций многие патогены становятся невосприимчивыми к стандартным препаратам, что делает инфекции трудноизлечимыми и затяжными. Даже чувствительные к лекарствам бактерии могут пережить терапию, если перейдут в «спящее» состояние. В этой фазе они прекращают размножаться, но антибиотики не могут их уничтожить. Как только лечение заканчивается, «спящие» бактерии могут снова активизироваться и возобновить инфекцию. Эта проблема особенно актуальна при лечении туберкулеза и других сложных инфекций, требующих многомесячной терапии.
Традиционные лабораторные тесты в основном показывают, останавливает ли лекарство рост бактерий, но не подтверждают их гибель. Чтобы решить эту проблему, исследователи под руководством доктора Лукаса Бёка разработали новый метод тестирования, который лучше предсказывает реальные результаты лечения. Их выводы опубликованы в научном журнале Nature Microbiology. Новый подход, названный «антимикробным одноклеточным тестированием», использует передовую микроскопию для наблюдения за миллионами отдельных бактерий в тысячах различных условий. «Мы буквально снимаем на видео каждую отдельную бактерию в течение нескольких дней и наблюдаем, убивает ли ее препарат и как быстро это происходит», – объясняет Лукас Бёк.
Чтобы продемонстрировать возможности метода, команда протестировала 65 различных комбинаций лекарств против Mycobacterium tuberculosis, возбудителя туберкулеза. Они также применили этот подход к образцам от 400 пациентов с тяжелой легочной инфекцией, вызванной Mycobacterium abscessus, близким родственником туберкулезной палочки. Исследователи выявили не только явные различия между комбинациями препаратов, но и разницу в реакции штаммов бактерий от разных пациентов – явление, которое специалисты называют толерантностью к антибиотикам. Дальнейший анализ показал, что за способность бактерий переносить лечение отвечают определенные генетические особенности. «Чем лучше бактерии переносят антибиотик, тем ниже шансы на успех терапии у пациентов», – отмечает Лукас Бёк.
Пока что одноклеточное тестирование используется в основном в исследовательских целях, но в будущем оно может найти применение в больницах и фармацевтической промышленности. По словам Бёка, этот метод поможет врачам подбирать антибиотики, которые наилучшим образом соответствуют конкретному штамму бактерий каждого пациента. Глубокое понимание генетических факторов толерантности может привести к созданию более быстрых и простых тестов, а также улучшить прогнозы эффективности новых антибиотиков еще на стадии разработки. В конечном счете, эти данные помогут ученым лучше понять стратегии выживания патогенов и заложить основу для создания более действенных терапевтических подходов.
