Патогенные микроорганизмы быстро приспосабливаются к антибиотикам, что вынуждает фармакологов искать принципиально новые радикальные методы борьбы с инфекциями. Одним из таких методов может стать использование микробов-хищников – редких представителей бактериального мира, способных убивать и пожирать других бактерий. Эта тема обсуждается на проходящем в Орландо (Флорида, США) с 20 по 25 мая собрании Американского Микробиологического общества.
Хищничество среди бактерий встречается редко, и причина очень проста: бактерии не способны заглатывать объекты крупнее отдельных молекул. В этом состоит одно из принципиальных отличий бактерий от более крупных и сложно устроенных одноклеточных организмов, таких как амебы или инфузории. Не умея ни проглотить жертву, ни откусить от нее кусок, бактерии-хищники весьма ограничены в выборе способов охоты и поедания добычи. Тем не менее, отдельные виды бактерий нашли оригинальные решения этой проблемы. Большинство из них убивает свои жертвы, выделяя во внешнюю среду токсины (по сути дела, те же самые антибиотики), а потом всасывает органические вещества, освобождающиеся при распаде погибших клеток. Так поступают, например, почвенные бактерии Bacillus subtilis (Подробнее об этом: Бактерии-альтруисты помогают своим сородичам-каннибалам себя съесть) и многие миксобактерии – микробы, добившиеся самых выдающихся успехов в «изобретении» разнообразных антибиотиков.
Но есть среди бактерий и такие хищники, которые научились обходиться без помощи антибиотиков. Их очень немного, и изучены они пока сравнительно слабо. Наибольшей известностью пользуется микроб Bdellovibrio. Эта бактерия плавает при помощи жгутика, развивая потрясающую для микроба скорость – до 160 микрометров в секунду (притом что размер самого микроба – около 1 мкм; в пересчете на человеческий масштаб это соответствует скорости 250-300 м/сек). Настигнув добычу – обычно это бактерия, значительно превосходящая по размерам самого хищника – Bdellovibrio прикрепляется к ней и растворяет ее внешнюю оболочку при помощи гидролитических ферментов (по сути дела, переваривает ее). Через проделанное отверстие хищник проникает внутрь жертвы (точнее, в ее «периплазматическое пространство» – область между наружной и внутренней оболочками) и начинает всасывать органические вещества, пока не высосет несчастную жертву почти «досуха». Хищник при этом растет и делится. В конце концов, из сморщенных опустевших оболочек жертвы вылезает уже не один хищный микроб, а целый выводок (численность потомства зависит от размера жертвы: из небольшой кишечной палочки выходит 3-6 особей, из более крупных микробов – вплоть до 80).
Главное «достоинство» Bdellovibrio и его родственников с точки зрения медицины состоит в том, что эти микробы не пользуются антибиотиками, и поэтому у их жертв практически нет шансов выработать какую-то защиту.
На проходящем в эти дни во Флориде совещании Американского Микробиологического Общества группа исследователей, возглавляемая Даниелом Кадури (Daniel Kadouri) из Дартмутской Медицинской Школы (Dartmouth Medical School) сообщила об успешном применении хищного микроба Micavibrio (который высасывает свои жертвы, не проникая внутрь) против бактерии Pseudomonas aeruginosa. Эта бактерия вызывает опасные инфекционные заболевания у людей с ослабленным иммунитетом, онкологических больных и особенно у лиц, страдающих муковисцидозом. Pseudomonas образует пленки в легких, почти не поддающиеся обычному лечению при помощи антибиотиков. Хищный Micavibrio эффективно борется с этими пленками и способен уменьшить их массу в 10 раз. Правда, до клинического применения маленькому хищнику еще далеко: вначале нужно убедиться, что Micavibrio не вызывает опасного иммунного ответа у пациентов и не дает каких-нибудь других побочных эффектов.
Что касается Bdellovibrio, то этот хищник успешно расправляется с сальмонеллами и кишечными палочками в чистых культурах, однако его применение при смешанных инфекциях может столкнуться с неожиданными трудностями. Об этом сообщила в своем докладе Лиз Сокетт (Liz Sockett) из Ноттингемского Университета (Великобритания). Например, в присутствии широко распространенной почвенной бактерии Bacillus subtilis (которая часто попадает в раны и тоже является хищником, хотя и иного рода – смотрите об этом: Бактерии-альтруисты помогают своим сородичам-каннибалам себя съесть) эффективность Bdellovibrio в отношении кишечной палочки резко снижается. По-видимому, это происходит из-за своеобразной конкуренции между хищниками. Bacillus subtilis не только всасывает органику, выделяющуюся из убитых Bdellovibrio кишечных палочек, но и производит вещества, способствующие ускоренному росту патогенных микробов – «жертв».
Несмотря на все трудности, данное направление медико-биологических исследований представляется крайне перспективным, поскольку в бесконечной «гонке вооружений» между фармакологами – производителями антибиотиков и патогенными микробами, быстро адаптирующимися к новым лекарствам, у фармакологов, похоже, не слишком много шансов на окончательную победу.