Возбудители рецидивирующих инфекций мочевыводящих путей могут превращаться в устойчивые клеточные L-формы во время лечения антибиотиками.
Многие пожилые женщины страдают от повторяющихся инфекций мочевыводящих путей, несмотря на антибиотикотерапию. Это объясняется тем, что некоторые патогены во время лечения переходят в спящий режим или меняют свою форму, что защищает бактерии от антибиотиков. Как показали британские исследователи, бактерии E. coli - наиболее распространенные патогены этой инфекции - теряют клеточную стенку в присутствии определенных антибиотиков и могут выживать в виде так называемых L-форм. Это происходит только с антибиотиками, действие которых основано на подавлении образования клеточной стенки бактерий. Если препарат прекращен, снова развиваются бактерии с клеточными стенками и вызывают повторную инфекцию.
Организм не может так легко распознать бактерии в L-образной форме клеточных стенок и поэтому не может атаковать - как и антибиотики. Антибиотики пенициллина, такие как амоксициллин, и другие антибиотики, такие как фосфомицин, убивают бактерии, блокируя сборку клеточной стенки во время деления клетки. Было известно, что бактерии под воздействием этих лекарств могут образовывать жизнеспособные формы бесстенных клеток. Если бы эта трансформация была клинически значимой для рецидивирующих инфекций мочевыводящих путей, L-формы в стенке мочи или мочевого пузыря должны были бы выжить и восстановить свою первоначальную форму.
В течение шести месяцев исследователи обнаружили образцы мочи от 30 пожилых женщин, страдающих от повторных инфекций мочевыводящих путей. В свежей моче 29 пациентов и 46 процентов от всех 360 образцов в микроскопе были обнаружены сферические и неправильной формы бактерии без клеточных стенок. Эти образованные колонии на полутвердых питательных средах до тех пор, пока концентрация осмотически активных частиц была достаточной для предотвращения разрыва L-форм. Исследователи оценивают их содержание в моче от 100 до 10000 бактерий на миллилитр. Выявление выделенных бактериальных штаммов выявило кишечную палочку в 61% случаев, остальные - в основном энтерококки, а также виды клебсиелл и протей.
Прямые доказательства преобразования L-формы были получены с помощью микроскопических покадровых изображений. Таким образом, культуры бактерий E.coli принимали L-формы пациента в течение трех часов после добавления фосфомицина, который также размножался. И наоборот, в отсутствие антибиотика через несколько часов L-формы превращаются в типичную палочковидную форму, определяемую клеточной стенкой. Не только в питательном растворе, но и в моче L-формы оказались жизнеспособными. Временная потеря клеточной стенки, вероятно, дает патогенам дополнительное преимущество: они также избегают атаки иммунных клеток, поскольку они распознают бактерии на структурах их клеточной стенки.
Результаты показывают, что бактерии могут стать устойчивыми к антибиотикам даже без генов устойчивости, пишут авторы. Переключение между нормальными и L-формами может быть одной из основных причин рецидивирующих инфекций мочевыводящих путей. Поэтому для успешного лечения следует использовать антибиотики, которые также эффективны против L-форм, поэтому не на клеточной стенке, а, например, для нацеливания на клеточную мембрану. Вопрос о том, важен ли описанный механизм для других рецидивирующих или хронических инфекций, требует дальнейшего изучения.
Лечение инфекций без антибиотиков.
Наиболее распространенными возбудителями инфекций мочевыводящих путей являются определенные штаммы бактерий E. coli, которые попадают в мочевой пузырь через мочеточник из кишечника. Только потому, что бактерии способны прикрепиться к стенке кишечника с помощью волосяных расширений, так называемых пили, может развиваться постоянный резервуар патогена в кишечнике - отправная точка для часто повторяющихся инфекций мочевого пузыря. Теперь американские микробиологи преуспели в экспериментах на мышах, чтобы предотвратить прикрепление этих бактерий к кишечным клеткам. Для этого они кормили животных веществом, которое блокирует места улавливания бактериальных пили. Это также уменьшило риск повторных инфекций мочевыводящих путей.
Этот препарат может позволить лечить инфекции мочевыводящих путей без использования антибиотиков. Исследователи сначала выяснили, какие из различных типов пили нуждаются в бактериях кишечной палочки, чтобы прикрепиться к стенке кишечника. Поэтому они продуцировали мутанты уропатогенных штаммов E.coli (UPEC), у каждого из которых отсутствовал один тип пилозы, и проверили на мышах, влияло ли это на колонизацию кишечника. Один из двух идентифицированных пили нес информацию связывания для сахарной маннозы. Этот сахар является частью поверхностных структур клеток кишечника и клеток стенки мочевого пузыря. Бактерии UPEC, лишенные этого типа пилина, не могли заселить кишечник или заразить мочевой пузырь.