Naukowcy z University College London opublikowali na łamach czasopisma "Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA" najostrzejsze do tej pory, mikroskopowe zdjęcie żywej bakterii. Obraz pokazuje złożoną strukturę charakterystycznej dla bakterii Gram-ujemnych zewnętrznej błony ochronnej, która utrudnia działanie antybiotyków. Praca, napisana wspólnie z badaczami National Physical Laboratory, King’s College London, University of Oxford i Princeton University zwraca uwagę na słabe punkty tej błony, które można próbować wykorzystać do zwalczania tych mikroorganizmów.
Zewnętrzna błona bakterii Gram-ujemnych ma zdaniem naukowców kluczowe znaczenie dla ich odporności na pewne leki i antybiotyki. Uniemożliwia ona wniknięcie substancji bakteriobójczych. To właśnie ze względu na nią uznaje się obecnie, że antybiotykooporność niektórych z tych bakterii, np. Acinetobacter baumannii, pałeczki ropy błękitnej, pałeczki okrężnicy, czy salmonelli może być dla człowieka większym zagrożeniem, niż odporność bakterii Gram-dodatnich, jak MRSA, czyli odporny na metycylinę gronkowiec złocisty. Właśnie dlatego stwierdzenie, że błona zewnętrzna bakterii pałeczki okrężnicy (E. coli) jest niejednorodna, w większości zawiera wbudowane w warstwę lipidową cząsteczki białka, ale ma też miejsca tych białek pozbawione, może mieć istotne znaczenie.
Błona zewnętrzna jest istotną barierą przeciw antybiotykom i ma kluczowe znaczenie dla odporności bakterii na leki. Do tej pory nie wiedzieliśmy jednak dokładnie, jak ta bariera się tworzy. Dlatego zajeliśmy się tą sprawą tak dokładnie - tłumaczy współautor pracy, prof. Bart Hoogenboom z London Centre for Nanotechnology przy UCL. Badania żywych bakterii na poziomie molekularnym i komórkowym wskazują na to, jak białka błonowe rozkładają się na ich powierzchni. Widać, że zostają miejsca pozbawione białek, gdzie strukturę błony stabilizują glikolipidy. Można oczekiwać, że ta bariera nie jest więc równomiernie trwała, może mieć takie słabsze miejsca, które antybiotyki mogłyby zaatakować. Na zdjęciu bakterii, te potencjalnie słabsze rejony błony, pozbawione białek, zaznaczono przerywaną linią.
By lepiej poznać strukturę powierzchni błony zewnętrznej bakterii wykorzystano mikroskop sił atomowych, w którym wizualizacji dokonuje się z pomocą specjalnej, przypominającej mikroigłę sondy. Na powierzchni błony widać białka, umożliwiające przejście czynników odżywczych, ale blokujące dostęp toksyn. Nie spodziewano się, że liczba tych białek jest tak duża. Równocześnie dostrzeżono rejony błony, w których białek nie ma, są stabilizujące błonę glikolipidy. Nie wyklucza się, że te rejony ułatwiają bakteriom rozwój, łatwiej się bowiem rozciągają. To obraz odbiegający mocno od podręcznikowych przewidywań, które sugerowały raczej bezładny rozkład białek. Okazuje się, że powierzchnia błony zewnętrznej jest bardziej uporządkowana, zawiera przy tym miejsca, które mogą być potencjalnymi wrotami do skutecznego ataku.
