Бактерии становятся устойчивыми к антибиотикам намного быстрее, чем мы думаем
Оказывается, распространение устойчивости к антибиотикам может быть не столь ограниченным, как мы предполагали, что позволяет большему количеству видов бактерий гораздо легче достигать полной неуязвимости к подобным лекарствам.
Исследователь Ян Зримек из Технологического университета Чалмерса в Швеции искал признаки подвижности между элементами ДНК, называемыми плазмидами. Если бы геном был поваренной книгой, плазмиды можно было бы представить как отдельные клочки бумаги с ценными рецептами, украденными у друзей и родственников. Многие из них содержат инструкции по изготовлению материалов, которые могут помочь бактериям выжить в стрессовых условиях.
А доза антибиотиков – это самый большой стресс для бактерии.
Хотя мы используем антибиотические вещества как лекарство уже почти сто лет, правда в том, что все это время медики просто черпали вдохновение из гонки вооружений микробов, которая может быть почти такой же старой, как сама жизнь. По мере того как разные виды микробов изобретали новые способы сдерживать рост своих бактериальных конкурентов на протяжении веков, бактерии в ответ придумали все новые способы их преодоления.
Эти защитные меры часто сохраняются в кодировании плазмиды, что позволяет бактериальным клеткам легко обмениваться сопротивлением посредством процесса, называемого конъюгацией. По факту, бактерии постоянно обмениваются друг с другом накопленным опытом, что позволяет следующим поколениям все лучше адаптироваться к агрессивной среде – в том числе и к лекарствам.
Для того, чтобы плазмиды широко распространялись между бактериями, они должны обладать областью генетического кодирования, называемой oriT. Эта последовательность взаимодействует с ферментом, который разрезает плазмиду для облегчения копирования, а затем снова запечатывает ее. Без oriT «секретный рецепт» плазмиды попросту невозможно передать.
К сожалению, поиск и количественная оценка этих последовательностей — трудоемкая и трудоемкая работа. Поэтому Зримек разработал гораздо более эффективные средства поиска oriT, основанные на уникальных характеристиках физических свойств кодирования.
Он применил свои результаты к базе данных из более чем 4600 плазмид, вычислив, насколько распространены мобильные плазмиды на основе распространенности oriT. Оказывается, мы все это время сильно недооценивали то, насколько распространена эта важная последовательность, поскольку результаты нового исследования выявили в восемь раз более высокую частоту распространения, чем у предыдущих работ.
Все это тревожные новости в свете гонки за разработкой новых антибактериальных препаратов. «Эти результаты могут означать, что существует надежная сеть для передачи плазмид между бактериями в организме человека, животных, растений, почвы, водной среды и промышленности, и нам известны лишь некоторые из них. Гены устойчивости естественным образом встречаются у многих различных бактерий в этих экосистемах, и гипотетическая сеть может означать, что гены из всех этих сред могут быть переданы бактериям, вызывающим болезни у людей», — пояснил Зримек.
Ученый доказал, что бактерии обмениваются друг с другом успешными стратегиями устойчивости к антибиотикам намного быстрее и лучше, чем привыкли считать микробиологи — и это плохие новости