Неправильное применение антибиотиков может привести к тому, что патогенные микроорганизмы сформируют устойчивую к лекарствам биоплёнку, и болезнь перейдёт в хроническую форму, трудно поддающуюся лечению. К такому выводу пришли учёные Института микробиологии им. С.Н. Виноградского РАН, исследовав влияние антибиотиков на образование биоплёнок.

Образование биоплёнки – это ответ микроорганизмов на стресс. В неблагоприятных условиях бактерии слипаются и выделяют полисахариды, образующие внеклеточный матрикс, который объединяет клетки в плёнку. Если стадия слипания (адгезии) клеток ещё обратима, то после начала образования внеклеточного матрикса процесс приобретает необратимый характер.

Биоплёнки причиняют людям много беспокойства. Патогенные микроорганизмы в таком состоянии практически не реагируют на лекарства и портят клапаны, катетеры и другое медицинское оборудование, вводимое в организм пациента. В промышленности биоплёнки вызывают коррозию труб и технологического оборудования. Неудивительно, что борьба с устойчивостью бактериальных биоплёнок к разным видам воздействия представляет собой одну из главных проблем современной медицины и промышленности. Эту борьбу затрудняет то обстоятельство, что вещества, которые должны подавлять рост микроорганизмов, в небольших концентрациях стимулируют образование биоплёнок.

Московские микробиологи исследовали особенности воздействия антибиотиков на разные этапы формирования биоплёнок. Для этого они использовали непатогенные микроорганизмы Dietzia sp. и Kocuria sp., выделенные из Ромашкинского нефтяного месторождения, и антибиотики с разным механизмом действия (азитромицин, рифампицин и оксациллин). Азитромицин подавляет синтез белка, замедляет рост и размножение бактерий, в высоких концентрациях оказывает бактерицидный эффект; рифампицин подавляет синтез бактериальной РНК, а оксациллин – клеточной стенки бактерий. Микроорганизмы выращивали при разных концентрациях препаратов, добавляемых на разных этапах роста культуры. Оказалось, что рост биоплёнок в десятки и сотни раз менее чувствителен к изучаемым антибиотикам, чем рост культур свободных клеток. Исследователи убедились, что высокая плотность бактериальной культуры не влияет на чувствительность к препаратам, ключевую роль играет именно образование внеклеточного матрикса.

Антибиотики азитромицин и рифампицин, добавленные к культуре в таких низких концентрациях, которые не подавляют рост бактерий, стимулируют образование внеклеточного матрикса и биоплёнок. Для оксациллина это явление не обнаружено.

Механизм влияния антибиотиков на формирование биоплёнок еще предстоит изучить. Исследователи полагают, что антибиотики, влияющие на синтез белка, имитируют действие стрессовых факторов, вызывающих формирование биоплёнки. Конечно, эти предположения требуют проверки.

В заключение учёные призывают потенциальных пациентов лечиться правильно, соблюдать указанные врачом дозы лекарства и не прекращать приём раньше времени. Иначе недобитые микробы в организме образуют плёнку, и от них очень трудно будет избавиться.

Работа ученых поддержана программой фундаментальных исследований Президиума РАН «Научные основы инновационных энергоресурсосберегающих экологически безопасных технологий оценки и освоения природных и техногенных ресурсов».

Источник информации: Е.А. Стрелкова, М.В. Журина, В.К. Плакунов, С.С. Беляев «Стимуляция антибиотиками процесса формирования бактериальных биоплёнок», Микробиология, 2012, том 81, № 2