Некоторые бактерии становятся лекарственно-устойчивыми, если на них надавить.
Как известно, бактерии нередко становятся устойчивы к антибиотикам. Механизмы этой устойчивости могут быть разными. Бактерия может заполучить ген, который эффективно выводит антибиотик из клетки или разрушает его. Либо же бактерии формируют биоплёнку, в которой они защищены от неблагоприятных воздействий, в том числе и от лекарств – в этом случае никаких специальных «антиантибиотиковых» генов не требуется.
Недавно в журнале PNAS была опубликована статья с описанием ещё одного механизма устойчивости, который запускается, когда бактериям становится в буквальном смысле тесно. Исследователи выращивали синегнойную палочку Pseudomonas aeruginosa в толще эластичного геля, который свободно пропускал к бактериям воду, питательные вещества и другие соединения. При этом гель начинал давить на бактерии, когда их колония начинала разрастаться. Для сравнения тех же бактерий выращивали в обычной жидкой среде, где их физически ничто не ограничивало. Когда к тем и другим добавляли антибиотик колистин, гибли и те и другие, но те синегнойные палочки, которые жили под давлением, оказались более устойчивы к антибиотику: разница в выживаемости между бактериями в геле и бактериями в жидкости оказалась стократной в пользу первых.
В другом эксперименте сравнивали бактерии, которые жили в гелях разной жёсткости и которых обрабатывали тем же колистином. Оказалось, что в более жёстком геле выживаемость бактерий повышается десятикратно. Схожие результаты получались при использовании разных штаммов синегнойной палочки, как лабораторных, так и взятых у больных людей (с P. aeruginosa связаны самые разные инфекционные заболевания) и с другими антибиотиками (кроме колистина, на бактериях испытывали тобрамицин, ципрофлоксацин и меропенем).
Под давлением синегнойные палочки медленнее росли. Возможно, это вносило вклад в лекарственную устойчивость, однако когда бактерии выпускали из геля на волю, их рост ускорялся, а вот устойчивость к антибиотикам в той или иной мере сохранялась. Пока не совсем понятно, что именно происходит здесь в смысле молекулярно-генетических взаимодействий. Однако исследователям удалось выяснить, что к этому виду устойчивости имеют отношение гены, связанные с перестройкой клеточной мембраны и клеточной стенки, с ионным транспортом и реакцией на стресс.
Лекарственная устойчивость синегнойных палочек – далеко не единственный пример того, как поведение клеток меняется из-за механического давления. Мы как-то рассказывали, что давление помогает иммунным клеткам охотиться на раковые клетки и вообще отличать своих от чужих, а клетки архей под давлением переходят из одноклеточного состояния в многоклеточные кластеры. И, конечно, не стоит забывать об эмбриональном развитии – механические силы помогают клеткам зародыша включать нужные гены в нужное время.
Source: https://www.nkj.ru/news/60180/