Смесь по рецепту из медицинского текста X века воздействовала на бактерии сразу несколькими способами: повреждала клеточные мембраны, меняла активность генов, связанных с развитием болезни, и нарушала межбактериальную коммуникацию. В лабораторных опытах три вида патогенных бактерий вырабатывали устойчивость к этому снадобью значительно медленнее, чем к обычным антибиотикам, состоящим из одной молекулы.
«Разница поразительна», — говорит микробиолог Омар Эль-Хальфави из Университета Реджайны в Канаде, не участвовавший в исследовании. По мнению микробиолога Фреи Харрисон из Уорикского университета в Англии, бактериям может быть сложнее выработать устойчивость, потому что средневековое средство воздействует на несколько мишеней. Чтобы выжить, бактериальным колониям, «возможно, пришлось бы мутировать сразу несколько мишеней, а это трудно».
Рецепт из «Пиявочника Бальда»
Устойчивые к антибиотикам инфекции ежегодно приводят к смерти более миллиона человек. Люди тысячелетиями борются с крошечными возбудителями таких болезней, как чума, проказа и туберкулёз. В X веке англосаксонские писцы собрали в медицинском тексте, известном как «Пиявочник Бальда», несколько способов лечения, некоторые из которых вызывали сомнения.
В 2015 году Харрисон и команда микробиологов и историков приготовили в лаборатории средство из этого сборника — «Бальдовы глазные капли». Они смешали чеснок, лук, бычью желчь и вино в латунном сосуде и оставили смесь на девять дней. В лабораторных испытаниях средство неожиданно эффективно подавляло золотистый стафилококк, в том числе его устойчивую к лекарствам форму MRSA.
В новом исследовании учёные выясняли, как средство действует на возбудителей болезней: они измеряли, как оно меняет активность генов в бактериальных культурах. После обработки сотни генов золотистого стафилококка работали иначе, в том числе гены, связанные со строением клеточной мембраны и способностью вызывать болезнь.
Средство также повреждало бактериальные мембраны, что может привести к гибели клеток. Даже в очень низких концентрациях оно снижало способность золотистого стафилококка формировать биоплёнки — устойчивые скопления бактерий, помогающие им противостоять антибиотикам. Кроме того, снадобье нарушало клеточную коммуникацию, с помощью которой патогены координируют свои действия и усиливают вредное воздействие.
Наконец, исследователи подвергали культуры золотистого стафилококка и двух других патогенов воздействию всё более высоких концентраций снадобья или широко применяемых антибиотиков, чтобы сравнить скорость развития устойчивости. Через две недели бактерии нередко продолжали размножаться при концентрациях обычного антибиотика, в восемь–шестнадцать раз превышавших начальную дозу, которая останавливала их рост. К средству из «Пиявочника Бальда» они смогли приспособиться лишь при немного более высоких концентрациях.
Харрисон не ожидает, что люди станут самостоятельно готовить это средство для лечения инфекций. «Это было бы крайне непрактично, а ещё могло бы оказаться ненадёжным и опасным: состав будет слишком непостоянным», — говорит она.
Вместо этого, считает исследовательница, учёные могли бы воспроизвести многостороннее действие снадобья в пригодной для клинического применения форме — с помощью созданной в лаборатории смеси нескольких его активных компонентов. «В этой смеси есть сочетание молекул, на которое приходится большая часть эффекта. Так можем ли мы выяснить, что это за молекулы?»