Швейцарские ученые определили механизм действия полимиксинов — препаратов, которые используют против бактерий, устойчивых к действию большинства антибиотиков. Оказалось, они уничтожают клетки, вызывая кристаллизацию их мембран.
Чем активнее применяются антибиотики в борьбе с болезнетворными микробами, тем шире среди них распространяется устойчивость к этим препаратам. Самый яркий пример этому — мультирезистентная синегнойная палочка (MRSA), которая нечувствительна к действию большинства существующих антибиотиков. Лечение таких инфекций крайне затруднено. Именно в подобных случаях используют антибиотики последнего резерва, такие как колистин и другие полимиксины.
Полимиксины известны более полувека, хотя из-за своей токсичности применяются лишь тогда, когда другие средства исчерпаны. Установлено, что они нарушают работу клеточных мембран, но конкретный механизм их действия до сих пор был неизвестен. Выяснить его удалось команде европейских биологов во главе с Себастианом Хиллером (Sebastian Hiller) из Базельского университета. Их статья опубликована в журнале Nature Communications.
Ученые обрабатывали различными количествами полимиксинов бактерии кишечной палочки разных штаммов, в том числе обладающих устойчивостью к этому антибиотику. Мембраны клеток рассматривали под атомным силовым микроскопом: в итоге исследователи обнаружили, что уже минимальные концентрации колистина резко меняют структуру клеточных мембран. На месте гладкой и упругой поверхности появляются кристаллические структуры, похожие на пчелиные соты.
Кристаллизация вызывает истончение мембраны и увеличивает ее площадь. Оболочка клеток становится хрупкой, делая их нежизнеспособными. Подобного превращения не наблюдалось только у резистентных к колицину штаммов. При этом чем выше была концентрация антибиотика, тем заметнее оказывались изменения в мембране. По-видимому, колистин напрямую связывается с липополисахаридами, которые образуют основу клеточных оболочек, переводя их в новую, кристаллическую фазу.