Většina lidí si bakterie představí jako osamělé buňky plující tělními tekutinami nebo živinami ve vodě. Jenže podle profesorky mikrobiologie Bonnie Bassler z Princeton University je realita mnohem sofistikovanější. Bakterie mají totiž vlastní způsob komunikace, který jim umožňuje se domlouvat, koordinovat a jednat jako celek – podobně jako buňky v lidském těle.

Tento proces se nazývá quorum sensing (vnímání kvora). Vědci už desítky let vědí, že některé bakterie vylučují chemické signály, tzv. autoinduktory, které ostatní jedinci dokážou detekovat. Jakmile je signál dostatečně silný (tedy když je bakterie hodně), bakterie spustí kolektivní reakci – například produkci toxinů, změnu chování nebo tvorbu biofilmu.

„Bakterie nejsou tiché. Jsou velmi upovídané. Jen jsme si toho dlouho nevšimli,“ říká Bassler v rozhovoru pro Science Friday.

Kolektivní chování mikrosvěta

Quorum sensing hraje zásadní roli v tom, jak bakterie zvládají komplexní úkoly. Například bakterie Vibrio fischeri, známá tím, že způsobuje bioluminiscenci (světélkování), září pouze tehdy, když je jich dostatečné množství pohromadě. Světélkování totiž dává smysl jen jako kolektivní efekt – izolovaná bakterie by se „nevyplatila“.

Podobně bakterie využívají quorum sensing k koordinaci infekcí. Patogenní bakterie jako Pseudomonas aeruginosa napadají tělo hostitele teprve tehdy, když jich je dost na to, aby měly šanci imunitní systém překonat. Do té doby se „maskují“, aby nebyly zničeny dříve, než mají šanci zasáhnout.

Nový přístup k léčbě infekcí?

Porozumění tomu, jak bakterie komunikují, otevírá zcela nové možnosti v medicíně. Místo toho, abychom bakterie přímo zabíjeli antibiotiky – což často vede k rezistenci – bychom mohli narušit jejich komunikační kanály. Pokud bakterie neslyší své vlastní signály, nejsou schopny se spojit a škodit.

„Když bakterie odpojíme od jejich jazyka, jsou najednou bezmocné. Nevědí, že jsou ve většině, a tím pádem se nechovají nebezpečně,“ vysvětluje Bassler.

Tento přístup je v raných fázích vývoje, ale výzkumné týmy už testují molekuly, které blokují receptory pro autoinduktory, a tím znemožňují bakteriemi organizovaný útok. Výsledkem může být léčba, která nevyvíjí tlak na přežití a nezpůsobuje tolik vedlejších účinků jako antibiotika.

Důsledky i mimo laboratoř

Tato zjištění ale nemají význam jen pro nemocnice. Ukazují, že bakterie nejsou náhodně se chovající buňky, ale sociální organismy, které vnímají své okolí a rozhodují se podle něj. To může změnit náš pohled na ekosystémy, probiotika, fermentaci i lidské zdraví jako celek.

„Bakterie tu byly dávno před námi a pravděpodobně tu budou i po nás. Možná je čas začít jim opravdu naslouchat,“ dodává Bassler.

Shrnutí:

• Bakterie používají chemické signály k vzájemné komunikaci a koordinaci

• Tento proces se nazývá quorum sensing a řídí chování kolonie

• Porozumění těmto signálům by mohlo vést ke změně léčby infekcí bez antibiotik

• Bakterie nejsou izolované buňky – ale sociální mikrosvět se svým jazykem