Клетки-«киллеры» и пузырьки из них помогли бороться с устойчивыми к антибиотикам бактериями
Главные мысли за 1 минуту:
- Естественные киллеры (NK-клетки) и их везикулы подавляют рост четырех из шести бактерий группы ESKAPE, в том числе золотистого стафилококка.
- Клетки NK-92 не действуют на энтерококк и синегнойную палочку — вероятно, из-за различий в строении бактериальных оболочек.
- Обработка везикулами снизила минимальную дозу антибиотика клиндамицина для стафилококка на 32%.
- Механизм действия связан с белками, «продырявливающими» мембрану бактерий, но точная схема еще изучается.
Проблема устойчивости к антибиотикам
С каждым годом все больше бактерий перестают реагировать на привычные лекарства. Особую тревогу вызывают микроорганизмы из группы ESKAPE — золотистый стафилококк, энтерококк, клебсиелла, синегнойная палочка, ацинетобактер и энтеробактер.
Эти возбудители становятся причиной большинства трудноизлечимых больничных инфекций: пневмоний, поражений мочевыводящих путей, слизистых, ран и даже менингита.
Быстрая мутация и резистентность к антибиотикам заставляют ученых искать принципиально новые подходы, к которым бактерии не смогут адаптироваться.
Что предложили ученые
Исследователи из Санкт-Петербургского НИИ эпидемиологии и микробиологии имени Пастера вместе с коллегами из других петербургских институтов (НИИ акушерства, гинекологии и репродуктологии имени Отта, Первого меда и Военно-медицинской академии) решили проверить, можно ли использовать естественные киллеры — клетки иммунной системы, которые уничтожают раковые и зараженные вирусами клетки — для борьбы с бактериями.
В ходе эксперимента использовали линию NK-92, выделенную в 1992 году у пациента с раком и давно применяемую в науке и клинике. Авторы посмотрели, как эти клетки и их микроскопические пузырьки (везикулы) влияют на рост всех шести представителей ESKAPE.
Оказалось, что NK-клетки подавляют образование колоний у четырех из них: золотистого стафилококка, клебсиеллы, ацинетобактера и энтеробактера. На энтерококк и синегнойную палочку они не действовали.
Роль везикул
Отдельный эксперимент с везикулами, выделенными из NK-92, показал, что пузырьки блокируют рост только стафилококка, вступая с ним в физический контакт.
Исследователи полагают, что везикулы доставляют к поверхности бактерий белки, которые «продырявливают» мембрану, убивая клетки. Однако точный механизм пока до конца не ясен.
Повышение чувствительности к антибиотикам
Важный результат: после обработки везикулами золотистый стафилококк стал более уязвимым к антибиотику клиндамицину. Минимальная концентрация препарата, необходимая для подавления роста, снизилась на 32%.
«Проведенные тесты показали, что везикулы вступают в непосредственный контакт с бактериями, но при этом подавляют рост только стафилококка. Возможно, такая избирательность связана с различиями в строении защитных оболочек у исследуемых микроорганизмов. Однако полученный результат уже очень ценен: открытие позволит использовать меньшие дозы антибиотика при борьбе с многочисленными инфекциями, вызываемыми золотистым стафилококком, и уменьшить побочные эффекты для пациентов. В дальнейшем нам предстоит улучшить антимикробные свойства везикул, в частности, найти способ обогатить их действующим веществом», — рассказывает участник проекта, поддержанного грантом РНФ, Полина Гребенкина, лаборант-исследователь Санкт-Петербургского НИИ эпидемиологии и микробиологии имени Пастера, младший научный сотрудник отдела иммунологии и межклеточных взаимодействий НИИ акушерства, гинекологии и репродуктологии имени Отта.
Перспективы и команда
Исследование выполнено при поддержке Российского научного фонда.
В работе также участвовали сотрудники Первого Санкт-Петербургского государственного медицинского университета имени Павлова и Военно-медицинской академии имени Кирова. Руководство проектом осуществлял академик РАН А.А. Тотолян.
Дальнейшие планы авторов — усилить антимикробную активность везикул и разобраться в деталях их взаимодействия с разными бактериями.