Problem antybiotykooporności jest poważny i stanowi zagrożenie we współczesnej medycynie. Oporność bakterii na antybiotyki rozwija się w wyniku mutacji, która jest następnie dziedziczona w kolejnych pokoleniach. Istnieje też odmienny mechanizm formowania oporności, w której bakterie stają się tylko tymczasowo niewrażliwe na antybiotyk. Takie subpopulacje charakteryzują się niestabilnością, zahamowanym wzrostem i tolerancją na zaaplikowane leki. Co ciekawe zmiany te wynikają ze zmienności fenotypowej, a nie genetycznej. Komórka bakteryjna staje się oporna, kiedy wchodzi w stan, w którym przestaje się replikować i wówczas jest w stanie tolerować antybiotyk. Faza oporności jest tymczasowa, aczkolwiek może się rozwinąć później w oporność. Wszystkie bakterie tworzą subpopulacje mogące tolerować antybiotyki. Mogą one być przyczyną wielu nawracających infekcji. 

W publikacji umieszczonej w najnowszym numerze tygodnika Science, naukowcom z Imperial College w Londynie udało się zwizualizować oporne komórki w zainfekowanych tkankach. Ponadto zidentyfikowano sygnał, który prowadzi do ich formowania. Profesor David Holden komentuje otrzymane wyniki: „Jednym z najbardziej uderzających wyników w tej pracy jest to, że warunki wewnątrz komórek odpornościowych (w makrofagach) aktywują dwie różne odpowiedzi ze strony komórki Salmonelli, powodując, że niektóre bakterie normalnie replikują, a inne wchodzą w tryb niereplikujący. Aktywacja tych dwóch odpowiedzi razem, może być ważnym mechanizmem, dzięki któremu Salmonella jest w stanie przetrwać podczas infekcji. ”

Badania zostały przeprowadzone na bakteriach Salmonella, które są odpowiedzialne za zaburzenia żołądkowo-jelitowe (nudności, biegunki, ból, brzucha). Zespół badaczy opracował metodę identyfikowania poszczególnych opornych komórek bakteryjnych za pomocą fluorescencyjnego białka. Wykazali, że Salmonella tworzy dużą ilość opornych, niereplikujących form, już w ciągu kilka minut od pochłonięcia przez makrofagi. Poprzez przejście w niereplikujący tryb Salmonella jest w stanie przetrwać antybiotykoterapię i pozostaje w organizmie gospodarza. Dzięki temu jest zdolna do odnowienia infekcji. Naukowcy zidentyfikowali także czynniki wytwarzane przez ludzkie komórki, które wspomagają oporność bakteryjną na antybiotyki.

„Polegamy na antybiotykach, które mają za zadanie chronić nas przed wieloma infekcjami, takimi jak gruźlica, zapalenie pęcherza moczowego, zapalenie migdałków i tyfus. Jednak kilka komórek może uciec przed antybiotykiem stając się opornymi. To ułatwia powrót infekcji. Jest to poważny problem sam w sobie, a także zwiększa prawdopodobieństwo rozwinięcia tradycyjnej oporność na antybiotyki”- mówi autorka artykułu dr Sophie Helaine. „Teraz znamy molekularną ścieżkę i mechanizm, który prowadzi do tworzenia form opornych podczas przebiegu infekcji. Możemy więc pracować nad poszukiwaniem nowych leków, aby wyrwać je z tego stanu i tym samym ponownie uwrazliwić na antybiotyki”- dodaje dr Helaine.