В журнале Science вышла сенсационная статья, которая вызвала сотни новостных публикаций по всему миру. Дело в том, что Евгений Нудлер придумал, как отключать у бактерий защиту, которую бактерии применяют против антибиотиков, которые мы применяем против бактерий. Уф... Сейчас все объясню.

Как известно, микробы все стремительнее приспосабливаются к антибиотикам. Лекарства, которые служат нашей главной защитой на этой планете, перестают работать. Все больше появляется устойчивых, или, как говорят, резистентных к антибиотикам возбудителей — и прогнозы неутешительны: бактерии приспосабливаются быстрее, чем появляются новые классы лекарств.

А что если сосредоточиться на самом явлении резистентности? Как бы нам сломать систему бактериальной защиты? Для этого нужно понять, как умирают бактерии и как они успевают спастись.

Представьте себе бактерию сибирской язвы в виде противного вам человека, например начальника на работе. Антибиотиков разных классов придумано много, они ломают у начальника самые разные механизмы, нужные ему для жизни: какие-то отключают почки, другие — печень, третьи портят кровь. Эти неприятности наносят начальнику урон, но помрет он, только когда остановится сердце или дыхание. Антибиотики же подталкивают к этой грани: без почек, печени и с плохой кровью долго не проживешь.

Аналогом «остановки сердца» у бактерий является так называемый оксидативный стресс — итог работы любых антибиотиков. Клетка микроба переполняется перекисью, которая портит ДНК, клетка не успевает чинить свою ДНК и погибает.

Евгений Нудлер установил еще в прошлом году, что резистентные бактерии защищаются от оксидативного стресса при помощи простой молекулы оксида азота (NO), который они способны выделять в ответ на удары судьбы. Что-то вроде живой воды: попил микроб этого эликсира — и никакого оксидативного стресса.

И тогда дело плохо: стоит убрать антибиотик, и микроб снова станет размножаться. Приходится повышать дозы лекарства и длительность его применения. Но, увы, и та и другая мера имеют предел — из-за токсичности антибиотика уже для нашего организма.

Итак, NO — главное оружие бактерий и главная угроза для нас. Откуда они берут NO? В их клетках работает особый фермент под названием NOS (NO-synthase, NO-синтаза) — запрограммированная в генах машина для производства NO.

Схематическое изображение фермента NOS, который защищает микробов от действия антибиотиков
Схематическое изображение фермента NOS, который защищает микробов от действия антибиотиков

Следующий шаг логичен, ему как раз и посвящена новая публикация в журнале Science. Евгений вывел бактерий-мутантов, у которых в генах нет фермента NOS. Такие бактерии умирали от антибиотиков, к которым были устойчивы их «нормальные» предки.

Раз так, то остается найти лекарство, отключающее NOS; но, поразительным образом, оно уже оказалось найдено. Есть вещества — ингибиторы NOS, которые не дают NOS нормально работать; более того, их уже почти применяют в медицине. Дело в том, что на этот роковой NOS замкнулся другой многолетний поиск — лекарств от аутоиммунных заболеваний (почему эти две совершенно независимые истории сошлись в одной точке — предмет для отдельного рассказа). Скоро Евгений поставит эксперимент, в котором NOS будет подавлен уже не генетически, а как раз таким лекарством — и задача будет окончательно решена.

Если все выйдет, как планируется, в медицине произойдет переворот. В случае трудных инфекций больным будут одновременно вводить антибиотик и ингибитор NOS. И дозы будут низкие, и тип антибиотика любой: оставленные без NOSа, бактерии не смогут избежать смерти от оксидативного стресса.

В открытии Евгения Нудлера есть завораживающий философский нюанс. Фермент NOS есть у всех бактерий — похоже, это их древнее оружие. От кого они защищались, пока мы не изобрели антибиотики? От антибиотиков, конечно же! Ведь антибиотики выделяются нами из почвенных грибов и бактерий — эти яды служат и служили микроорганизмам в конкурентной борьбе миллионы лет. В ХХ веке мы приспособили эти яды себе на пользу — и стали жить вдвое дольше. Бактерии не замедлили с ответом — и пустили в ход NOS.

Работа Евгения Нудлера переворачивает очередную страницу в этой истории: будто вернувшись в глубь веков, он разглядел роль NOS еще в той, доисторической конкуренции между микроорганизмами — и выбил оружие из рук врага. Теперь мы получаем передышку в борьбе. Похоже, надолго.