Микробиологи научились «рвать» биопленки до их окончательного формирования

Микробиологи из Мэрилендского университета в Колледж-Парке обнаружили, что фермент олигорибонуклеаза эффективно подавляет обмен химическими сигналами между отдельными клетками бактерий. С его помощью можно приостановить, а в ряде случаев и предотвратить образование биопленки из бактерий на ранних стадиях ее формирования. По мнению ученых, их открытие поможет в разработке нового класса антибиотиков. Работа опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Иногда, обычно при неблагоприятных условиях среды, многие виды бактерий образуют биопленку – протяженную колонию микроорганизмов. В биопленке отдельные клетки бактерий соединены друг с другом с помощью матрикса – специализированных белков, которые микроорганизмы выделяют во внешнюю среду. Ранее было установлено, что одним из важнейших этапов в формировании биопленки играет предварительный обмен между бактериями особыми сигнальными молекулами – циклическими дигуанилатами (цикло-диГМФ). Так, их используют для образования биопленки  такие широко известные бактерии как кишечная палочка (Escherichia coli) или холерный вибрион (Vibrio cholerae).

В опытах с бактерией синегнойной палочки (Pseudomonas aeruginosa) выяснилось, что фермент олигорибонуклеаза – катализирующий деградацию РНК и, в частности, расщепляющий короткие олигонуклеотиды (короткие фрагменты РНК) до мононуклеотидов (отдельных азотистых оснований), способен подавлять обмен химическими сигналами. Он участвует в деградации циклического дигуанилата и препятствует дальнейшей выработке так называемых белков множественной лекарственной устойчивости.

Из-за высокой устойчивости биопленки к антибиотикам и другим вредным для бактерий химическим веществам, она представляет серьезную проблему для медицинских учреждений. В ряде случаев, биопленки образуются на плохо продезинфицированном медицинском оборудовании, что вынуждает прибегнуть к его замене. Однако наибольшую опасность представляет появление биопленки на имплантатах, например, на электрокардиостимуляторах или искусственных суставах. В связи с тем, что устойчивость биопленки из бактерий может в десятки тысяч раз превышать устойчивость тех же самых микроорганизмов, но в виде суспензии в жидкой среде – разработка новых эффективных препаратов для предотвращения образования или ее подавления является одной из приоритетных задач современной фармакологической индустрии.