Persistens är ett fenomen som uppvisas av en liten subpopulation av bakterieceller inom en större bakteriepopulation som gör att de kan överleva antibiotikabehandling. Dessa persistenta celler är inte genetiskt resistenta mot antibiotika men kan tolerera antibiotikaexponering under längre perioder. Här är flera mekanismer genom vilka ihållande bakterier kan undvika antibiotika:

1. Långsam tillväxt eller dvala:

- Vissa bakterier kan gå in i ett tillstånd av långsam tillväxt eller vila som svar på antibiotikastress. I detta tillstånd har de en minskad metabolisk aktivitet, vilket gör dem mindre mottagliga för antibiotika som riktar sig mot aktivt växande celler.

2. Effluxpumpar:

– Bakterier kan besitta effluxpumpar, som är membranproteiner som aktivt transporterar antibiotika ut ur cellen. Dessa pumpar kan minska intracellulära antibiotikakoncentrationer, vilket gör att persistenta celler kan överleva.

3. Biofilmbildning:

– Biofilmer är gemenskaper av bakterier som fäster på ytor och är inneslutna i en skyddande matris av extracellulärt material. Biofilmer kan begränsa penetrationen av antibiotika, vilket gör det svårt för dem att nå och döda ihållande celler.

4. Begränsning av näringsämnen:

– I näringsbegränsade miljöer kan bakterier uppvisa minskad tillväxthastighet och förändrad ämnesomsättning, vilket kan göra dem mindre mottagliga för antibiotika.

5. Ändrade antibiotikamål:

- Persistenta celler kan ha förändrade antibiotikamål, som modifierade ribosomala proteiner eller penicillinbindande proteiner, vilket minskar effektiviteten av antibiotika.

6. Toxin-antitoxinsystem:

– Vissa bakterier besitter toxin-antitoxinsystem, där ett toxin neutraliseras av ett antitoxin. Under antibiotikastress kan antitoxinet brytas ned, frigöra toxinet och leda till celldöd. Däremot kan persistenta celler upprätthålla en balans mellan toxin och antitoxin, vilket gör att de kan överleva.

7. Metabolisk heterogenitet:

- Bakteriepopulationer kan uppvisa metabolisk heterogenitet, där subpopulationer har olika metaboliska profiler. Persistenta celler kan ha distinkta metaboliska vägar som gör det möjligt för dem att överleva antibiotikabehandling.

Att förstå mekanismerna för persistens är avgörande för att utveckla strategier för att bekämpa ihållande bakterieinfektioner. Nya tillvägagångssätt som riktar in sig på persistenta celler eller förhindrar deras bildning behövs för att förbättra antibiotikaeffektiviteten och övervinna antibiotikaresistens.