Еще один фактор резистентности бактерий к антибиотикам.

Гены, которые делают бактерии устойчивыми к антибиотикам, могут сохраняться дольше, чем считалось ранее. Это было недавно показано в новом исследовании Копенгагенского университета. Исследование представляет собой новый и важный фрагмент фундаментального знания, как работает резистентность бактерий к антибиотикам.

Устойчивость к антибиотикам — это соревнование между нами, людьми, которые стремятся найти новые антибиотики для лечения инфекционных заболеваний, и бактериями, которые становятся все более устойчивыми. Пока бактерии нас безнадежно обгоняют, поэтому человечеству важно узнать как можно больше об устойчивости к антибиотикам. Датская исследовательская группа обнаружила новый кусочек головоломки, который поможет нам лучше понять «врага».

Исследователи Копенгагенского университета показали, что распространенная гипотеза о том, что приобрётшие сопротивление бактерии теряют его при отсутствии антибиотиков, не является истиной и требует значительных изменений.

«Одна из широко распространенных стратегий борьбы с устойчивостью к антибиотикам заключается в том, что антибиотики используются в течение определенного периода времени, а затем делается перерыв. Считается, что во время перерыва устойчивые бактерии потеряют свои гены сопротивления или будут вытеснены, после чего антибиотики снова начнут работать. Но этот подход, похоже, не выдерживает критики», — говорит соавтор исследования доцент Метте Бурмолле с факультета биологии.

Соавтор первого исследования Генриетта Линг Рёдер добавляет: «Наше исследование показывает, что гены сопротивляемости способны прятаться в неактивных бактериях, где они формируют скрытый резерв устойчивости, на который бактерии могут рассчитывать. Другими словами, они не исчезают, когда антибиотиков нет рядом».

Биопленка дает генам резистентности козырь.

Большинство бактерий живут и взаимодействуют в так называемых биопленках, где микробные сообщества заключены в матрицу слизи, которую они образуют, часто на поверхности какого-либо материала. Биопленки встречаются повсюду — от камней и растений до налета на зубах и имплантатов. Биопленки содержат как активные, так и неактивные бактерии. Слизь и спячка неактивных бактерий делают биопленки крепостью, способной противостоять большому количеству антибиотиков. Но новое исследование показывает, что биопленки дают бактериям еще один козырь.

«Мы видим, что активные бактерии, живущие ближе к внешнему краю биопленки, теряют гены устойчивости в отсутствие антибиотиков. Однако глубже к центру биопленки есть слой неактивных бактерий, которые пребывают в спячке. Они содержат гены резинстентности, даже те им не требуются. Это важно, поскольку означает, что биопленки могут выступать в качестве резерва для хранения многих типов генов  сопротивляемости», — объясняет Урвиш Триведи, соавтор исследования.

Гены резистентности обычно распространяются с помощью небольших молекул ДНК — плазмид, которые передаются между бактериями. До сих пор считалось, что бактерии сохраняют плазмиды только до тех пор, пока они могут извлекать из них пользу. На самом деле, плазмиды — это не бесплатный обед. Они крадут энергию у бактерии и заставляют ее расти медленнее. А поскольку активные бактерии находятся в постоянной конкуренции друг с другом, остается загадкой, почему многие бактерии несут в себе плазмиды, не приносящие им особой пользы.

Новое исследование дает частичный ответ. Когда речь идет о неактивных бактериях, условия отличаются.

«В отличие от активных бактерий в биопленке, неактивные бактерии в биопленке не растут. Таким образом, они не конкурируют. Это позволяет им быть носителями плазмид. Таким образом, в биопленке накапливается резерв генов резистентности. Очевидно, что для бактерий это огромное преимущество — иметь возможность сохранять сопротивляемость до «плохих времен» — в данном случае, когда бактерия встречается с антибиотиком, — объясняет Метте Бурмолле.

Мы от них не избавимся

По оценкам исследователей, запасы резистентности в биопленках накапливаются в основном у бактерий, обитающих в окружающей среде, в том числе в почве, воздухе и сточных водах. Однако хорошо известно, что различные виды бактерий могут делиться сопротивляемостью друг с другом. Например, устойчивость бактерий из окружающей среды может передаваться тем видам бактерий, которые вызывают заболевания у людей.

«Огромное количество бактерий с генами резистентности к антибиотикам, полученных от людей и домашнего скота, попадают в сточные воды и могут распространяться по ним в окружающую среду. Одно из опасений заключается в том, что такие бактерии могут в конечном итоге превратить бактерии окружающей среды в патогены — бактерии, вызывающие заболевания. Таким образом, все взаимосвязано», — говорит Йонас Стенлокке Мадсен, другой старший автор исследования.

В целом, новые данные говорят о том, что резистентные бактерии выживают даже лучше, чем мы думали». Мадсен заключает:

«В более широком смысле это означает, что если в окружающей среде, например, в почве, есть много неактивных бактерий, то гены сопротивляемости не просто постепенно исчезают при отсутствии антибиотиков. Поэтому нам следует отказаться от идеи, что мы можем избавиться от генов резистентности, и предположить, что они присутствуют всегда. Понимание этой динамики может помочь нам в борьбе с бактериями, устойчивыми к антибиотикам».

Это же в свою очередь означает, что путь фармацевтики будет еще очень, и очень долог, а победа в соревновании между человечеством и бактериями и вовсе иллюзорна. В прочем, если вы публикуете на сайте информацию, целью которой является сохранение здоровья людей, домен в зоне .healthcare немного развеет печаль от этого факта.

Результаты исследования опубликованы в научном журнале Biofilms and Microbiome.