Бактериальные инфекции обычно лечат антибиотиками. Однако в последние десятилетия у многих патогенных бактерий развилась повышенная толерантность к обычным лекарствам. Так называемые бактерии с множественной лекарственной устойчивостью вызывают особую озабоченность, поскольку с ними больше невозможно бороться с помощью большинства антибиотиков.
Медные поверхности, например дверные ручки, являются хорошим оружием для борьбы с этими микробами. "Медные поверхности – верный способ убить бактерии. Большинство бактерий умирают в течение нескольких минут после приземления на медную поверхность », – объясняет профессор Дитрих Х. Нис, микробиолог из MLU. Медь – жизненно важный микроэлемент для бактерий, но только в очень малых количествах. Однако на медных поверхностях бактерии буквально наводнены до смерти ионами меди, потому что они больше не могут отразить их, используя свои обычные защитные стратегии.
Исследовательская группа Ниса хотела выяснить, способны ли и как быстро два типичных вида бактерий, Escherichia coli и Staphylococcus aureus, теоретически адаптироваться, чтобы выжить на медных поверхностях. Поэтому команда поместила бактерии на поверхности всего на несколько минут, прежде чем вернуть их в нормальную культуральную среду, где им было позволено восстановиться. Этот процесс повторялся несколько раз, и выжившие постепенно подвергались воздействию смертоносной поверхности в течение все более длительных периодов времени. В течение трех недель исследователи создали бактерии, способные выжить более одного часа на медной поверхности. «За пределами лаборатории условия явно не такие идеальные.
Но если медные поверхности не чистить регулярно, на них могут начать формироваться изолирующие слои смазки, что со временем может привести к аналогичному развитию », – говорит Нис.
Используя всесторонний генетический анализ, команда стремилась понять, почему бактерии больше не умирали на поверхности. «Нам не удалось найти ген, который сделал бы их устойчивыми к смертельному воздействию металлических медных поверхностей», – говорит Нис.
Вместо этого команда наблюдала феномен среди выживших бактерий, который был известен уже довольно давно, хотя и немного по-другому: метаболизм бактерий замедлился до минимума, и они впали в своего рода спячку. Поскольку большинство антибиотиков нацелены на нарушение метаболизма растущих бактерий, они почти полностью неэффективны против этих особых бактерий, которые также известны как «персистеры».«Независимо от того, насколько хорошо работает антибиотик, в каждом поколении всегда есть несколько персистеров», – объясняет Нис. Однако они не считаются устойчивыми к антибиотикам бактериями, потому что их потомство снова становится восприимчивым к лекарствам.
Обычно только небольшая часть бактерий становится персистирующей.
Однако в случае с изолированными бактериями это была вся популяция. Хотя они могли расти так же быстро, как и их предшественники, они также смогли спасти себя, быстро переключившись на раннее состояние устойчивости в неблагоприятных условиях. Ученые были обеспокоены еще одной вещью, которую они наблюдали: «Бактерии также унаследовали эту способность на протяжении 250 поколений, хотя потомство не соприкасалось с медной поверхностью», – говорит Найс.
Поэтому команда рекомендует регулярно и тщательно очищать медные поверхности специальными средствами, чтобы предотвратить развитие устойчивых бактерий. В то же время Нис отмечает, что использование медных поверхностей – это лишь один из многих способов – включая антибиотики – эффективно бороться с вредными бактериями.