Новое убежище для резистентности к антибиотикам
Резистентность к антибиотикам - это гонка между людьми, которые стремятся найти новые антибиотики для лечения инфекционных заболеваний, и бактериями, которые становятся все более резистентными.
Пока бактерии далеко впереди, поэтому нам важно больше узнать об их резистентности к антибиотикам. Датская исследовательская группа обнаружила новый кусочек головоломки, который поможет нам лучше понять "врага". Исследователи Копенгагенского университета в статье, опубликованной в npj Biofilms and Microbiomes, показали, что преобладающее предположение о том, что резистентные бактерии теряют способность к сопротивлению при отсутствии антибиотиков, является истиной, требующей значительных корректировок.
"Одна из широко распространенных стратегий борьбы с резистентностью к антибиотикам заключается в том, чтобы использовать антибиотики в течение определенного периода времени, а затем сделать перерыв. Считается, что во время перерыва резистентные бактерии потеряют свои гены резистентности или будут вытеснены, после чего антибиотики снова начнут работать. Но этот подход, похоже, не оправдывает себя", - говорит один из ведущих авторов исследования Метте Бурмолле.
"Наше исследование показывает, что гены резистентности способны прятаться в неактивных бактериях, где они формируют скрытый резерв резистентности, на который бактерии могут рассчитывать. Другими словами, они не просто исчезают, когда антибиотиков нет рядом".
Большинство бактерий живут и взаимодействуют в биопленках, которые 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. Благодаря слизи и спячке неактивных бактерий биопленки становятся крепостью, способной противостоять большому количеству антибиотиков. Но новое исследование показывает, что биопленки дают бактериям еще одну сильную карту.
"Мы видим, что активные бактерии, живущие ближе к внешнему краю биопленки, теряют гены резистентности при отсутствии антибиотиков. Однако глубже в биопленке есть слой неактивных бактерий, которые находятся в безопасной спячке. Они несут гены резистентности, даже если они в них не нуждаются. Это важно, поскольку означает, что биопленки могут выступать в качестве резерва для хранения многих типов генов резистентности", - объясняет Бурмолле.
Гены резистентности обычно распространяются с помощью плазмид, которые передаются между бактериями и до сих пор считалось, что бактерии сохраняют плазмиды только до тех пор, пока они могут извлечь из них пользу, например, за счет генов резистентности, которые несут плазмиды, или теряют их. 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 носят в себе плазмиды, не принося им особой пользы.
Новое исследование дает один из ответов. 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 нести плазмиды и в биопленке накапливается резерв генов резистентности. Очевидно, что для бактерий это огромное преимущество - иметь возможность сохранять резистентность до "тяжелых времен" - в данном случае, когда бактерия встречается с антибиотиком", - объясняет Бурмолле.
По оценкам ученых, запасы резистентности в биопленках накапливаются в основном у бактерий из окружающей среды, которые встречаются, в частности, в почве, воздухе и сточных водах. Исследователи провели эксперименты на двух штаммах почвенной бактерии Pseudomonas putida. "Огромное количество бактерий с генами резистентности к антибиотикам, полученных от людей и домашнего скота, попадают в сточные воды и могут распространяться по этому пути в окружающую среду. Одно из опасений заключается в том, что такие бактерии могут превратить бактерии окружающей среды в патогены - бактерии, вызывающие заболевания. Таким образом, все взаимосвязано, - говорит Бурмолле.
В целом, новые результаты свидетельствуют о том, что резистентные бактерии выживают даже лучше, чем мы думали. "В более широком смысле это означает, что если в окружающей среде, например, в почве, есть много неактивных бактерий, то гены резистентности 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, резистентными к антибиотикам".
