Исследователи из Института Фрэнсиса Крика показали, что на антибиотик, используемый для лечения туберкулеза (ТБ), влияет уровень pH в среде, которую заразили бактерии.
По оценкам, только в 2020 году туберкулез стал причиной смерти около 1,3 миллиона человек. Хотя это излечимо, лечение включает в себя курс приема различных антибиотиков в течение как минимум шести месяцев, и лекарства могут иметь серьезные побочные эффекты.
При заражении туберкулезом бактерии проникают в тип иммунных клеток, называемых макрофагами. Одним из механизмов защиты, которые используют эти клетки, является создание кислой среды для уничтожения инфекционного агента.
В своем исследовании, опубликованном в mBio во Всемирный день борьбы с туберкулезом (24 марта), исследователи разработали метод визуализации на основе флуоресценции для изучения воздействия этой кислой среды как на бактерии, так и на антибиотики. Используя этот подход, они смогли отслеживать в режиме реального времени влияние изменений уровня pH.
Путем экспериментального изменения уровня pH в инфицированных клетках они обнаружили, что туберкулез способен поддерживать и регулировать свой собственный pH независимо от pH макрофага, обеспечивая защиту от иммунной системы.
Затем исследователи проверили, влияют ли четыре противотуберкулезных антибиотика на переднем крае на разные уровни кислотности. Они обнаружили, что один антибиотик, пиразинамид, который часто используется как часть схемы лечения туберкулеза, эффективен только в кислой среде.
Пьер Сантуччи, соавтор и постдокторский стажёр в Лаборатории взаимодействий хозяина и патогена при туберкулезе в Крике, говорит: «Понимание того, что на эффективность антибиотиков может влиять уровень pH окружающей среды, действительно ценно. Это подчеркивает важность тестирования новых методов лечения или комбинации методов лечения в условиях, которые точно имитируют то, что происходит внутри клеток».
Исследователи также обнаружили, что пиразинамид влияет на способность туберкулеза регулировать собственный уровень кислотности. Пиразинамид является важной частью стратегии лечения туберкулеза, поскольку он сокращает время, в течение которого необходимо принимать лекарства.
Макс Гутьеррес, старший автор и руководитель группы «Взаимодействия хозяина и патогена в туберкулезной лаборатории» в Крике, говорит: «С ростом уровня устойчивости к антибиотикам во всем мире поиск новых, более эффективных методов лечения имеет решающее значение. Это было непросто, отчасти из-за туберкулеза. живет внутри клеток, поэтому любое лечение должно иметь возможность проникать в клетки и эффективно работать в этой внутриклеточной среде.
«Узнав больше о том, как на современные антибиотики влияют условия внутри клеток, такие как кислотность, мы надеемся, что это может помочь в поиске новых лекарств или лучших комбинаций лекарств».
Исследователи продолжат эту работу, изучая, как окружающая среда внутри туберкулеза и макрофагов влияет на антибиотики. И подход к визуализации, разработанный для мониторинга уровня pH, может быть адаптирован для изучения других бактерий и паразитов.
