Микробы хорошие и плохие. Наше здоровье и выживание в мире бактерий

Но что, если сделать так, чтобы имплантаты сами выделяли антибиотики? Разве это не превратит их поверхности в запретную территорию для микробов? Сотрудники некоторых биотехнологических компаний преследуют именно эту сомнительную цель¹⁷. Другие ученые предостерегают: этот подход только кажется разумным, а на самом деле опасен. Они указывают на урок, который следует извлечь из истории с имплантацией во время хирургических операций гранул с антибиотиками, которые должны были предотвращать развитие послеоперационных инфекций. Хирурги уже много лет как убедились, что такие гранулы нужно удалять не позже, чем через несколько недель (или делать их саморазлагающимися). В противном случае сами эти гранулы покрываются налетом из устойчивых к антибиотикам бактерий¹⁸. Как и предсказывали те, кто против этого предостерегал, первый антибиотический имплантат – искусственный сердечный клапан марки Silzone – не понижал, а только повышал риск развития инфекции, когда его вживляли пациентам¹⁹. Дальнейшие испытания показали: противомикробное покрытие этого устройства действительно даже способствовало прикреплению к нему бактерий²⁰.

Недавно были сделаны первые попытки помешать образованию биопленок и более хитрым способом – нарушая работу сигналов о наличии “кворума”, которыми обмениваются члены бактериального сообщества для координации своей деятельности. В девяностых годах принстонский биолог Бонни Басслер показала, что бактерии вырабатывают сигнальные молекулы, позволяющие им общаться с широким кругом видов, отличных от своего собственного²¹. Она назвала этот второй тип сигналов о наличии кворума “бактериальным эсперанто”. Судя по всему, эти сигналы необходимы для роста многовидовых биопленок, а значит, дают нам удобную мишень для препаратов, предназначенных для предотвращения образования таких пленок.

Сегодня не только Бонни Басслер, но и больше дюжины других специалистов по молекулярной биологии сотрудничают с фармацевтическими компаниями, работая над претворением их открытий, связанных с бактериальным “чувством кворума”, в препараты, препятствующие образованию биопленок. Но Бонни Басслер по-прежнему сомневается, разумно ли наводнять человеческий организм такими веществами²². В конце концов, биопленки – это не всегда плохо. Вспомним защитные сообщества-биопленки, образуемые лактобактериями во влагалище, или колоссальное разнообразие бактерий, живущих у нас в кишечнике. В обоих случаях нарушение бактериальных сообществ явно создает предпосылки для развития болезней. Недавно Бонни Басслер и Карина Шавьер, работавшая у нее постдоком, получили данные, указывающие на то, что некоторые кишечные бактерии могут защищать нас от болезнетворных микробов, таких как холерный вибрион (Vibrio cholerae), регулируя концентрации некоторых сигнальных веществ “чувства кворума” и тем самым сбивая врага с толку²³. С учетом всех этих уже известных опасностей, а также возможность других, пока неизвестных, применение препарата, нарушающего “чувство кворума” у бактерий по всему организму, может иметь катастрофические последствия.

И все же, как и в случае с обычными антибиотиками, не исключена возможность, что препараты для нарушения образования биопленок получится сделать прицельными, чтобы минимизировать их нежелательные побочные эффекты. Например, хирурги-ортопеды сообщают, что большинство инфекций, связанных с искусственными суставами, приходятся на двух возбудителей: Staphylococcus aureus (золотистого стафилококка) и S. epidermidis²⁴. У них обоих для работы “чувства кворума” служит одно и то же сигнальное вещество – оно стимулирует образование биопленок, состоящих из представителей этих видов. Исследователи выяснили, что работу этого вещества можно подавлять с помощью маленького белка, называемого RIP (RNAIII-inhibiting peptide – пептид, ингибирующий РНКИО²⁵. Открытие этого вещества дает новую надежду на “очистку от обрастаний” многочисленных имплантатов, которые рано или поздно покрываются биопленками из стафилококков.