Генно-модифицированные бактерии смогут заменить антибиотики

Одна из самых больших медицинских проблем, с которой уже в ближайшее время может столкнуться человечество — устойчивость бактерий к антибиотикам. Фактически, она вернет медицину во времена, когда легкие заболевания, по современным меркам, были смертельными. Уже сейчас устойчивые к антибиотикам бактерии становятся причиной смерти более миллиона человек в год. Решить проблему, хотя бы временно, могли бы антибиотики нового класса, однако наука не может предложить новые препараты с 80-х годов. Поэтому ученые активно работают над поиском альтернативы антибиотикам, и уже даже имеются некоторые успехи. К примеру, ученые университета Каталонии предлагают использовать генно-модифицированные бактерий.

Ученые нашли способ борьбы с некоторыми видами супербактерий

Супербактерии можно сделать восприимчивыми к антибиотикам

Бактерии, которые невосприимчивы к лекарственным препаратам, принято называть супербактериями. Количество жертв от них увеличивается с каждым годом. К примеру, в 2019 году от неизлечимых инфекций умерло порядка одного миллиона человек. В нынешнем же году жертвами супербактерий, согласно недавно опубликованным данным, стали 1,27 миллиона человек.

В качестве одного из способов борьбы с бактериями, устойчивыми к лекарственным препаратам, ученые рассматривают фаготерапию. Это действительно эффективный метод лечения, который применяется во многих странах и уже спас жизни большому количеству людей. Суть данной технологии заключается в использовании бактерий-хищников (бактериофагов), которые уничтожают супербактерии.

Технология борьбы с супербактериями при помощи бактериофагов еще далека от совершенства

Однако на данный момент эта технология еще не совершенна, в результате чего имеет ряд ограничений на применение, о чем мы рассказывали ранее. Поэтому для лечения некоторых видов инфекций более перспективной может быть другая технология, описанная на днях в журнале Nature Biotechnology. Как мы сказали выше, она подразумевает использование генно-модифицированных бактерий. Сами по себе эти бактерии не уничтожают инфекцию, но они действуют как таран, пробивая дыру в клеточных стенках супербактерий, обеспечивая тем самым точки входа для антибиотиков.

Как действуют генно-модифицированные бактерии

Одной из супербактерий, от которой часто страдают пациенты, является синегнойная палочка (Pseudomonas aeruginosa). Эта бактерия способна прикрепляться к поверхностям тела и образовывать биопленку — непроницаемую структуру, недоступную для антибиотиков. Фактически, синегнойная палочка создает для себя щит, под которым укрывается от лекарственных препаратов, однако сама по себе уязвима к антибиотикам.

Биопленки, образованные бактерией Pseudomonas aeruginosa нередко выростают на поверхности эндотрахеальных трубок, которые устанавливают тяжелобольным пациентам для искусственной вентиляции легких. В результате у пациентов развивается вентилятор-ассоциированная пневмония (ВАП).

Супербактерия Pseudomonas aeruginosa, которая часто становится причиной летальных исходов

По словам ученых, от этого состояния страдает каждый четвертый пациент, нуждающийся в интубации, а также половина всех пациентов, интубированных из-за тяжелого течения коронавируса. Причем ВАП становится причиной смерти для каждого восьмого пациента.

Для своего исследования команда использовала генно-модифицированную версию бактерии Mycoplasma pneumoniae, которая вызывает ОРЗ. Ученые лишили ее способности заражать, и перепрофилировали для производства токсинов, способных подавлять рост синегнойной палочки и разрушать биопленку, что, как было сказано выше, позволило доставлять антибиотик к бактериям.

Эффективность технологии против супербактерий

Как сообщают исследователи, разработанная ими технология лечения повысила выживаемость мышей в два раза. В то же время введение препарата на основе бактерий не привело к повышению токсинов в легких, то есть не навредило мышам. А по завершении курса лечения иммунная система грызунов смогла избавиться от генно-модифицированных бактерий в течение четырех дней.

Препарат на основе модифицированной бактерии Mycoplasma pneumoniae увеличил выживаемость мышей в два раза

Команда планирует провести дальнейшие исследования, чтобы окончательно убедиться в безопасности технологии, после чего приступит к клиническим испытаниям технологии на людях. Предположительно генно-модифицированные бактерии будут вводиться в легкие при помощи небулайзера, то есть пациенты смогут их просто вдыхать.

Напоследок напомним, что устойчивые к антибиотикам бактерии могут мигрировать по организму, то есть переходить из одного органа в другой, о чем мы подробно рассказывали здесь. Такая их особенность может существенно осложнить лечение, которое и без того дается с трудом.