Ученые обнаружили, что аминогликозидные антибиотики, важнейший класс препаратов против тяжелых бактериальных инфекций, проникают в бактерии не за счет пассивной диффузии, а путем захвата сахарных транспортеров. Это открытие, опубликованное в журнале Science Advances 5 сентября 2025 года исследователями из Института Пастера и аффилированных учреждений, может революционизировать стратегии лечения антибиотиками, особенно в условиях растущей устойчивости к антибиотикам.
Давно Разгадываемая Тайна Проникновения Антибиотиков
На протяжении десятилетий оставалось неясным, как аминогликозиды преодолевают бактериальную защиту. Эти антибиотики эффективно убивают бактерии, такие как Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa и Staphylococcus aureus, блокируя синтез белка. Однако некоторые штаммы, в том числе все более устойчивые E. coli, выработали способы избежать лечения, что, по оценкам, привело к 829 000 смертей во всем мире в 2019 году. Преобладающая теория предполагала, что аминогликозиды пассивно пересекают бактериальную клеточную оболочку, но новые данные доказывают обратное.
Роль Сахарных Транспортеров
Исследователи случайно наткнулись на это открытие, изучая реакции бактерий на стресс, вызванный антибиотиками у Vibrio cholerae. Они обнаружили корреляцию между эффективностью антибиотика и наличием сахарных транспортеров — молекулярных «ворот», которые бактерии используют для импорта необходимых углеводов, таких как глюкоза, сахароза и фруктоза. Заинтригованные, они исследовали этот механизм у E. coli.
Используя флуоресцентные аминогликозиды, они непосредственно наблюдали, как антибиотики активно проникают в бактериальные клетки через эти сахарные транспортеры. Это первый случай, когда было доказано, что антибиотик использует этот способ транспортировки. «Это было неожиданное открытие», — объясняет Зейнеп Бахароглу, ведущий автор и научный руководитель Института Пастера. «Но данные были неоспоримы».
Усиление Эффективности Антибиотика с Уридином
Команда поняла, что число сахарных транспортеров не фиксировано; их количество колеблется в зависимости от окружающей среды. Манипулируя доступностью определенных сахаров, они потенциально могли увеличить число транспортеров и, следовательно, проницаемость антибиотиков.
После скрининга 200 соединений они выявили уридин как особенно эффективный кандидат. Как в образцах человеческих биологических жидкостей, зараженных E. coli, так и в моделях животных инфекций мочевыводящих путей, уридин удвоил число сахарных транспортеров, что привело к десятикратному увеличению чувствительности бактерий к аминогликозидам. Примечательно, что даже лекарственно-устойчивые и мультирезистентные штаммы восстановили восприимчивость при наличии уридина.
Последствия для Устойчивости к Антибиотикам и Будущих Методов Лечения
Это открытие имеет далеко идущие последствия. Вводя уридин вместе с аминогликозидами, врачи могут снизить дозы антибиотиков, минимизируя риск дальнейшего развития устойчивости и уменьшая токсические побочные эффекты. Высокие дозы аминогликозидов могут повредить внутреннее ухо и почки, что можно смягчить при более низких дозах.
«Это важное открытие, которое может изменить правила игры для этого класса антибиотиков», — говорит Бахароглу. «Это может позволить нам использовать более низкие концентрации или более короткие курсы лечения, продлевая полезность этих препаратов».
Другая возможность — «привитие» уридина к другим антибиотикам для повышения их проникновения в устойчивые бактерии. Тот факт, что уридин уже используется в клинической практике и продемонстрировал безопасность для человека, может ускорить разработку и тестирование этих новых стратегий.
Критический Шаг в Борьбе с Устойчивостью к Антибиотикам
По оценкам Всемирной организации здравоохранения, устойчивые к антибиотикам бактерии были связаны с более чем 6 миллионами смертей в 2019 году. Это исследование подчеркивает важность фундаментальных научных исследований в решении этой растущей глобальной угрозы. «Без этих базовых исследований это открытие, которое может сыграть ключевую роль в будущих стратегиях борьбы с устойчивостью к антибиотикам, было бы невозможно», — заключает Дидье Мазель, руководитель подразделения пластичности бактериального генома Института Пастера. Это прорыв дает новую надежду в борьбе с устойчивостью к антибиотикам, открывая новый механизм для повышения эффективности существующих препаратов.
