Исследователи обнаружили важный и ранее неизвестный механизм, который многие бактерии используют для сопротивления антибиотикам.
Используя сочетание компьютерных моделей и лабораторных исследований, ученые разгадали сложный процесс, который некоторые широко распространенные бактерии используют, чтобы защититься от антибиотиков класса рифамицинов, которые действуют путем связывания с РНК-полимеразой. Рифамициновые антибиотики, такие как рифампин, являются мощными ингибиторами прокариотической РНК-полимеразы (РНКП), используемыми для лечения туберкулеза и других бактериальных инфекций.
"То, что мы обнаружили, - это совершенно новый трюк в рукаве бактерий, чтобы уклониться от этого класса антибиотиков", - объясняет соавтор исследования Герри Райт. Открытие показывает, что механизмы резистентности к противомикробным препаратам (AMR) являются более сложными и эволюционно развитыми, чем ученые считали ранее. Хотя резистентность возникает в клинике в основном через мутации в РНКП, многие бактерии обладают высокоспецифичными ферментативными механизмами резистентности, которые модифицируют и инактивируют рифамицины. Экспрессия этих ферментов контролируется 19-п.п. цис-действующим рифамицин-ассоциированным элементом (RAE).
Авторы идентифицировали геликазоподобный белок HelR у Streptomyces venezuelae, который придает резистентность к рифамицину широкого спектра действия и показали, что HelR также способствует толерантности к рифамицинам, позволяя бактериям уклоняться от токсических свойств этих антибиотиков. HelR образует комплекс с РНКП и предотвращает ингибирование транскрипции, вытесняя рифамицины из РНКП, тем самым обеспечивая резистентность. Кроме того, HelR широко распространены среди актинобактерий, включая некоторые оппортунистические микобактериальные патогены, что создает еще одну проблему для разработки новых рифамициновых антибиотиков.
Исследование описано в статье, опубликованной в журнале Molecular Cell. Сейчас Райт и его коллеги просматривают свою базу данных из десятков тысяч образцов, чтобы выяснить, используют ли другие бактерии аналогичные процессы. Райт говорит, что это открытие заставило его с уважением отнестись к приспособляемости бактерий и возобновило его энтузиазм в поиске и раскрытии других методов, которые бактерии используют для обеспечения своего выживания. "Мы сталкиваемся с проблемой AMR уже много лет", - говорит Райт. "Каждый раз, когда мы думаем, что выяснили все способы, которыми бактерии противостоят антибиотикам, появляется что-то вроде этого, чтобы дать нам понять, что есть трюки, о которых мы даже не подозревали раньше".
"Мы должны постоянно напоминать себе и людям о том, насколько коварны эти бактерии. В последние два с половиной года мы все были сосредоточены на COVID, но AMR по-прежнему остается огромной проблемой, и бактерии продолжают диверсифицировать свои механизмы резистентности", - говорит он. "Мы должны продолжать работать, чтобы убедиться, что мы действительно понимаем врага".
