Когда микробы делятся, как правило, клетки делятся пополам и образуют две идентичные копии. Но в новом исследовании показано, что для микобактерии, или туберкулезной палочки, которая вызывает это заболевание у человека, это не совсем так. Это также может объяснять, почему эта болезнь тяжело поддается лечению.
Микобактерия делится асимметрично, образуя популяцию клеток, растут с разной скоростью, имеют разный размер и отличаются чувствительностью к антибиотикам, при этом шанс, что один точное выживет — растет. Исследователи надеются, что полученные результаты помогут разработать препараты против клеток, которые труднее убить.
По оценкам более трети популяции в мире инфицирована Mycobacterium tuberculosis. Но иммунная система большинства людей может контролировать эту бактерию, хотя существует вероятность того, что в 1 из 10 случаев дремлющая инфекция все, же разовьется в туберкулез. Болезнь все еще убивает 4000 человек в сутки. Лечение туберкулеза в диспансере по ссылке — сложная терапия с применением антибиотиков и занимает более половины года, а то даже больше — большой недостаток, через который пациенты довольно часто преждевременно бросают лечение, повышая риск резистентности (устойчивости) возникающих штаммов к существующим лекарствам.
Ученые говорили, что микобактерию трудно лечить, потому что клетки, которые являются носителями спящей инфекции, могут существовать даже у пациентов в активной стадии болезни и эти клетки могут оказаться менее чувствительными к антибиотикам, чем метаболические активные на данный момент бактерии.
Но исследователь Сара Фортуна вместе с ее коллегами говорят о другом интересном механизме. Они вырастили бактерию M. smegmatis, которая является близким родственником M. tuberculosis, которая скорее нее растет, в тонких камерах с постоянным движением питательных веществ, что позволило им наблюдать как отдельные клетки, делятся и растут прямо под микроскопом.
В отличие от других палочковидных бактерий (как например кишечная палочка E. coli) клетки микобактерий делятся асимметрично, образуя сеть различных клеток с широким варьированием размера и скорости роста.
Заметив стенку микобактерии флуоресцентным красителем и наблюдая за новой неокрашенной клеточной стенкой, которая росла на полюсах клеток, исследователи заметили, что дочерние клетки в основном растут на своем «старшем» полюсе. Когда новообразованный конец, который образовался в процессе деления, становится «старшим по возрасту», он созревает, и клетка скорее удлиняется. И когда клетки проходят через многочисленное количество делений, такие клетки со многими разными по «возрасту» полюсами приводят к широкой вариации по скорости роста.
Важно, что клетки также отличаются их способностью противостоять антибиотикам: в то время как «более старшие» быстрорастущие клетки более чувствительны к препаратам изониазида и циклосерина, а более молодые, медленно рослые — к рифампицину. Это позволяет микобактерии иметь дифференциальную популяцию, подобно вирусам, которые мутируют с неистовой скоростью, говорит Фортуна.Если взглянуть на популяцию микробов — в ней каждая бактерия индивидуальная. Эти результаты нужно еще подтвердить на туберкулезной палочке. Но однозначно помогает разработать терапию с использованием препаратов против различных типов бактерии.
