Ученые Калифорнийского университета в Сан-Диего в сотрудничестве с Университетом штата Аризона и Университетом Помпеу Фабра обнаружили новый способ борьбы с супербактериями, устойчивыми к антибиотикам. Исследование опубликовано в журнале Science Advances.

Основное внимание в исследовании уделялось бактериям Bacillus subtilis, особенно их устойчивым к антибиотикам мутантным штаммам. Ученые задались вопросом, почему, несмотря на их устойчивость, мутанты не вытесняют чувствительные к антибиотикам бактерии. Оказалось, что устойчивость к антибиотикам связана с физиологической ценой, которая препятствует их активному размножению.

Для более детального изучения этой проблемы ученые сосредоточились на рибосомах, отвечающих за синтез белков. Рибосомы зависят от ионов магния для поддержания стабильной структуры и функции, что делает эти ионы ключевым элементом для жизнеспособности клеток. Исследователи моделировали взаимодействие рибосом с ионами магния на атомном уровне.

Они обнаружили, что мутантные рибосомы, обеспечивающие устойчивость к антибиотикам, вступают в жесткую конкуренцию с молекулами АТФ за магний. Эта конкуренция ведет к дефициту магния в клетке, что снижает скорость роста бактерий с мутантными рибосомами по сравнению с их обычными аналогами.

Изучая вариант рибосомы, известный как L22, исследователи заметили, что конкурентная борьба за магний влияет на мутантные бактерии сильнее, чем на обычные. Это обнаружение показывает, что, несмотря на устойчивость к антибиотикам, недостаток магния ограничивает их способность к размножению и предотвращает их доминирование в популяции.

Ученые пришли к выводу, что использование физиологической уязвимости может стать новым подходом в борьбе с устойчивыми к антибиотикам бактериями. Например, хелатирование ионов магния из окружающей среды бактерий может избирательно подавлять резистентные штаммы, не затрагивая полезные для здоровья бактерии.