在80年前，科学家们首次发现了结核分枝杆菌（MTB）具有形成蛇形索状结构的特点，这些结构与该细菌引起严重呼吸道感染有关。最近，德国科学家揭示了这些索状结构形成的生物物理机制，并展示了几代细菌如何共同形成这些结构以实现对抗生素的抵抗力。相关研究已发表于《细胞》杂志。

研究人员使用了一种独特的技术组合来探讨MTB索状结构的作用，其中包括肺芯片模型，该模型允许研究人员直接观察MTB与宿主细胞之间的第一次接触。通过这项研究，科学家们发现索状结构在早期感染时就已经存在，并且它们如何与细胞核相互作用和压缩，以及这种压缩如何影响免疫系统、宿主细胞和上皮细胞之间的联系，以及这些结构如何影响肺泡。

此外，该研究还揭示了这些索状结构是如何保持完整性，以及它们是如何增强MTB对抗生素治疗耐受性的。这一发现对于全面理解生物系统是怎样工作至关重要，因为越来越多的人认识到机械力量会影响细胞行为和反应，但由于传统培养模型不能重现组织中的机械环境而被忽视。

未来，研究人员将重点关注是否使已知的MTB致病因子具备新的功能，其中许多因子位于MTB细胞壁上。此外，他们还将研究这些聚集对于菌落内细菌产生什么样的影响，以及它导致对抗生素耐药性的方式。“抗生素是治疗结核病的主要手段，但治疗方案长而复杂，而且耐药性问题越来越突出。”论文共同第一作者Richa Mishra说，“有一个共识是针对宿主定向疗法或抑制特定的毒力机制，可以缩短和改善抗生素治疗。”

相关论文信息可访问：http://doi.org/10.1016/j.cell.2023.09.016