Hay un par de opciones.
Una opción, como se sugirió pero no se explica completamente en la respuesta de Annie, es jugar con las tolerancias de los rieles de voltaje. Si aumenta el riel "3.3V" para decir 3.6V y reduce el riel "5V" a 4.75V, puede comprar el margen suficiente para hacer que las cosas funcionen sin dejar de tener las fuentes de alimentación adecuadas para sus dispositivos.
Si atiende un pull-up pero aún así el disco duro de la salida, es probable que el pull-up tenga poco efecto.
Si la línea en la MCU es tolerante a 5 V, entonces puede agregar un pull-up y controlar la salida del colector abierto ya sea utilizando un modo explícito de colector abierto en el pin o configurando el pin en el modo de entrada para producir un alto rendimiento lógico.
Los valores para el pull-up dependerán de la cantidad de capacitancia que tenga la línea y de la rapidez con la que la necesite para pasar de alta a baja. Puede ser necesaria alguna experimentación.