Bakterie mění tvar, aby se vyhnuly antibiotikům

TLDR: Zvětšením objemu a zmenšením svého povrchu bakterie „ředí“ škodlivou koncentraci antibiotik, aby jim neubližovala. Studie tu.

Život pod bakterii

Bakterie to mají těžké. Nejenže po vás pořád jdou nějací otravní bakteriofágové, ale ty DEZINFEKCE a ANTIBIOTIKA, ve kterých vás pořád koupou! Z toho by se jeden vyvinul. Hlavně pokud si skutečně vytáhnete bakteriální krátkou sirku a skončíte v nemocnici. Nemusíme snad připomínat problematiku superbugů.

V nové studii o tom, jaké překvapivé obranné mechanismy se u bakterií mohou vyvinout, se však vědci z University College v Londýně zaměřili na bakterii jezer a potoků. Caulobacter crescentus se jim po aplikaci antibiotik zkroutil do podoby srpku, aby přežil.

Zdali to má něco společného s jeho politickým vyznáním a zdali existují i bakterie ve tvaru kladívka, vědci zatím stále nepotvrdili.

Zdroj: Sr Pelo/KebabLite/CC BY, vlastní

Moje praprabakterie pamatovala ještě doby před antibiotiky…

Autoři práce, včetně prvoautorského Shiladityi Banerjee, aplikovali na bakterie chloramphenicol. To je širokospektré antibiotikum, tj. zaměřené proti vlastnosti společné mnoha bakteriím. Konkrétně je to jako hodit klíč do ribozomu, buněčné továrny na proteiny.

Nedali jim ho ale dost na to, aby bakterie vyhubili všechny. Podobá se to tedy situaci nedoléčení se antibiotiky nebo jejich aplikace na povrchy v nižší koncentraci. Bakterie tak akorát výrazně zpomalily svůj růst (rozuměj rychlost dělení), ale zůstaly naživu. Přece jenom, život s inhibovanými ribozomy je život na kolenou.

Změna se u bakterií projevila už po zhruba deseti generacích. Jedna generace u C. crescentus trvá přitom kolem hodiny, takže vlastně docela fofr. Tyto nové bakterie si už v přítomnosti antibiotik plavaly spokojeně, a vrátily se k původní rychlosti dělení – a hlavně – změnily svůj tvar.

Poznámka: Jak moc to bylo očekávatelné u bakterie, co se jmenuje „crescentus“? C. crescentus byl přímo pojmenován po svém tvaru srpku. Ztluštění a změna zakřivení bylo ale extrémní.

Zdroj: Banerjee et al, ČST
Zdroj: Banerjee et al, ČST

Vidím, že jsi docela přibrala

Na to, jak se u bakterií vyvíjí obranné mechanismy, se v současnosti zaměřuje více studií. Většina z nich se však na problém dívá z té biologické stránky věci. Co tuto studii odlišuje, je hlavní zaměření na fyzikální vlastnosti individuálních bakterií.

Vědci spoléhali na již dříve vyvinutou technologii, která měří tvar každé. Jedné. Individuální. Bakterie. Patří tedy k boomu high-throughput a single-cell analýz. (Analýz měřící data v každé jednotlivé buňce, místo průměru z mnoha buněk.) A to je taky dost kůl!

Díky tomu tak mohli změřit, že nové generace C. crescentus tloustnou a zakřivují se. (Trochu jako já a moje záda po roce home-officu…) To snížilo jejich poměr povrchu k objemu. Menší povrch bakterií znamenal také menší povrch pro průchod antibiotik.

Dále také podle modelu vytvořeného vědci došlo zvýšením objemu ke zředění antibiotik uvnitř bakterie. Menší koncentrace – menší problém. A méně zablokovaných ribozomů. Po odebrání antibiotik se sice zase vrátily do původního tvaru, ale opět jim to trvalo několik generací.

Chleba levnější nebude, ale…

Význam studie spočívá hlavně v tom, že podtrhává fakt, jak rychle – a jak „vyčůraně“ – se bakterie dokáží adaptovat na nepříjemné změny v jejich prostředí. Co je nezabije, to je přiměje se vyvinout a přežít to.

Toto však není první studie, která popisuje změnu tvaru u bakterií po aplikaci antibiotik. Tohle je kvantitativní důkaz – a model! – který dokazuje význam takové adaptace. A jak moc je to aplikovatelné na jiné bakterie? Pravděpodobně slušně. Změna tvaru po aplikaci antibiotik byla zjištěna i u tak slavné bakterie, jako E. coli.

Vše tak naznačuje, že co se týče superbugů a jejich různých rezistencí, teprve jsme začali prstíčkem šátrat kousek pod povrchem.

[Tereza Lausová]

Vědátor vzniká v dílně spolku studentů a popularizátorů vědy UP Crowd za podpory MUDRstart, který tvoří přípravné testy pro studenty vysokých škol. Krom různých autorů projekt jako šéfredaktor vede Ladislav Loukota – jeho kontaktní mail je vedatororg@seznam.cz

Diskuze

Reklama