Новости

Исследователи из Университета Монаша обнаружили "разворот" в эволюции резистентности к антибиотикам, опровергнув общепринятое представление о том, что однажды выработанные характеристики являются необратимыми.    Это открытие, опубликованное в журнале Nature Ecology & Evolution, имеет далеко идущие последствия для борьбы с резистентностью к антибиотикам - глобальным кризисом здравоохранения, угрожающим эффективности лекарств.    Закон Долло, считающийся одним из основополагающих принципов эволюционной биологии, гласит, что утраченные черты невозможно восстановить. "Наше исследование бросает вызов этой идее, обнаруживая первый известный пример обратной (реверсивной) молекулярной эволюции в резистентности к антибиотикам", - рассказал ведущий автор исследования, доцент Майк Макдональд. В исследовании рассматривается возможность устранения вредных признаков, таких как резистентность к антибиотикам, с помощью механизма, называемого горизонтальным переносом генов (ГПГ).    Обращение вспять эволюции вредных для человека признаков, таких как резистентность к противомикробным препаратам, является одной из ключевых задач прикладной эволюционной биологии. Основным препятствием на пути реверсивной эволюции является относительно низкий уровень спонтанных мутаций, которые возвращают эволюционировавшие генотипы к их предковому состоянию. Однако повторное внедрение предковых аллелей путем ГПГ может сделать обратную эволюцию вероятной.    Бактерия Helicobacter pylori стала центральным объектом эксперимента благодаря своей способности обмениваться ДНК путем ГПГ. В данной работе авторы создали популяцию антибиотикорезистентного штамма Helicobacter pylori в условиях роста без антибиотиков с одновременным внедрением предкового аллеля, чувствительного к антибиотикам, путем ГПТ. Исследователи проанализировали реверсивную эволюцию с помощью секвенирования ДНК и обнаружили, что ГПГ способствует молекулярной обратной эволюции аллеля резистентности к антибиотикам, и что отбор на высокие скорости ГПГ приводит к эволюции повышенных скоростей ГПГ в популяциях с низким уровнем ГПГ.       "Представьте себе сценарий, в котором инфекции теряют свои разрушительные характеристики, такие как резистентность к антибиотикам, фактически возвращаясь к своему первоначальному состоянию", - говорит Макдональд. "Это исследование открывает новые возможности в нашей борьбе с резистентностью к антибиотикам и подтверждает важность ответственного подхода к управлению антибиотиками и инсектицидами".    Исследование также проливает свет на роль рекомбинации, перестановки и обмена генетическим материалом, в содействии этому эволюционному развороту. Популяции с более низким уровнем рекомбинации развили фенотип гиперрекомбинации, ускорив скорость обмена ДНК между бактериями, и обратили вспять резистентность к антибиотикам. Чтобы глубже понять динамику естественного отбора и ГПГ, исследователи построили популяционно-генетическую модель. Математическое моделирование показало, что, несмотря на значительные издержки адаптации, умеренный или высокий уровень ГПГ может сделать популяции, которые были устойчивы к антибиотикам, снова чувствительными к ним.    Исследование ставит под сомнение общепринятые представления о необратимых признаках и открывает новый путь для борьбы с резистентностью к антибиотикам. "Это исследование может пересмотреть наши стратегии борьбы с резистентностью к антибиотикам, давая надежду на будущее, в котором мы сможем смягчить распространение вредоносных признаков и потенциально восстановить эффективность противомикробных препаратов", - сказал Макдональд.

Пациентка 35 лет с ВИЧ-инфекцией, ретинитом, вызванным цитомегаловирусом, и рецидивирующим колитом в анамнезе поступила в отделение неотложной помощи с болями в животе, лихорадкой, тяжелой нейтропенией и диареей.     Компьютерная томография выявила утолщение стенок сигмовидной/прямой кишки. У пациентки также был обнаружен кандидоз пищевода. Анализ крови показал наличие серповидно-клеточной анемии, анемии (Hgb 5,6 гм/дл), потребовавшей многократных переливаний крови, и повышенное количество лейкоцитов (до 17 000). У больной также наблюдалась нейтропения и лимфопения, что, в дополнение к анемии без гемолиза или компенсации костного мозга и количеству CD4 <50, дало основание заподозрить диссеминированную микобактериальную инфекцию. Была проведена биопсия костного мозга, при окраске на кислотоустойчивые бактерии были обнаружены рыхлые гранулемы и многочисленные кислотоустойчивые палочки. В культуре костного мозга были выращены кислотоустойчивые палочки, которые в дальнейшем были идентифицированы как Mycobacterium avium complex (MAC). Обсуждение    Mycobacterium avium complex (MAC) состоит из нескольких видов нетуберкулезных микобактерий, для определения которых требуется генетическое тестирование. MAC преимущественно состоит из медленно растущих микобактерий, таких как M. avium, M. intracellulare, M. chimaera и M. colombiense. Большинство видов нетуберкулезных микобактерий встречаются в источниках окружающей среды. Микроорганизмы MAC встречаются в окружающей среде, особенно в почве и воде. Заболевания человека, скорее всего, являются результатом воздействия источников окружающей среды либо при прямом вдыхании, занесении в организм, либо при опосредованном потреблении или контаминации пищи или воды. MAC считается наиболее часто встречающейся группой медленно растущих микроорганизмов.    MAC вызывают легочные заболевания, клинически сходные с туберкулезом, в основном у иммунокомпрометированных пациентов с числом CD4-клеток менее 200/мкл, например, у больных ВИЧ/СПИДом. Они являются наиболее частой бактериальной причиной заболевания у пациентов с ВИЧ/СПИДом и иммуносупрессией. MAC также является наиболее распространенным нетуберкулезным видом микобактерий, вызывающим шейный лимфаденит у детей. Кроме того, могут возникать симптомы, напоминающие гиперчувствительность при пневмония-подобных состояниях, которые первоначально считались только аллергической реакцией, но современные исследования позволяют предположить наличие инфекции и воспаления. Традиционно MAC вызывают хронические заболевания дыхательных путей у таких групп населения, как курящие мужчины среднего возраста и женщины в постменопаузе с бронхоэктатической болезнью.    Диагностика легочной инфекции, вызванной MAC, включает окрашивание кислотоустойчивых палочек и культивирование соответствующих образцов. Чаще всего исследуются образцы из дыхательных путей. При подозрении на диссеминированную MAC-инфекцию (DMAC) образцы для культивирования должны включать кровь и мочу. Посевы крови обычно используются для подтверждения диагноза DMAC у пациентов с ослабленным иммунитетом и клиническими признаками и симптомами. MAC также могут быть выделены из биологических жидкостей и других тканей, таких как лимфатические узлы и костный мозг. При наличии диареи можно сделать посев кала.     При наличии клинических показаний следует провести культивирование поражений кожи. Чтобы определить поражение легких, необходимо провести визуализационные исследования грудной клетки. Для диагностики MAC-лимфаденита у детей обычно используется биопсия лимфатических узлов или полное иссечение лимфатических узлов. Кожное тестирование (туберкулиновая проба MAC) не имеет большого значения для установления диагноза. Рутинный скрининг на MAC в образцах из дыхательных путей или ЖКТ не рекомендуется.    Организмы, входящие в состав MAC, плохо окрашиваются красителями, используемыми при окраске по Граму, и являются кислотоустойчивыми. Способность бактерий удерживать карбол-фуксиновое окрашивание после обработки смесью этанола и соляной кислоты называется "кислотоустойчивостью". Высокое содержание липидов (около 60%) в клеточной стенке микобактерий делает их кислотоустойчивыми. Медленно растущие микобактерии требуют более 7 дней инкубирования. Рост видов M. avium можно визуализировать как на среде Левинштейна-Йенсена, так и на среде 7H11. Морфология колоний может быть гладкой или шероховатой.     Биохимические реакции на ниацин и нитрат-редуктазу отрицательны. После роста колонии могут быть идентифицированы с помощью масс-спектрометрии MALDI-TOF. Однако, в зависимости от базы данных и используемой технологии, результаты MALDI-TOF могут указывать на MAC как на M. avium complex или на отдельные подвиды. Для идентификации вида необходимы молекулярные методы, такие как ПЦР или полногеномное секвенирование, а также высокоэффективная жидкостная хроматография.    Сообщалось о прямом обнаружении нуклеиновых кислот в клинических образцах с помощью ПЦР. Молекулярные технологии обычно нацелены на ген 16S рРНК, область внутреннего транскрибируемого спейсера (ITS) 16S-23S или ген белка теплового шока 65 (hsp65). До появления ПЦР тест AccuProbe был первым коммерческим молекулярным анализом для идентификации микобактерий, направленным на 16S РНК. В Японии был использован набор для иммуноферментного анализа (ИФА) для выявления сывороточных IgA-антител к MAC-специфическому антигену гликопептидолипидного ядра. Это может быть полезно для серодиагностики легочных инфекций, вызванных MAC. Чувствительность и специфичность этого ИФА набора составили 54-92% и 72-99%, соответственно. В настоящее время проводятся испытания и других серологических тестов.    Хотя это не может помочь в непосредственном выявлении MAC-инфекции, полный анализ крови у пациентов с DMAC часто показывает анемию и, в редких случаях, панцитопению из-за подавления костного мозга, вызванного инфекцией, хотя может присутствовать либо лейкоцитоз, либо лейкопения. Еще одной возможностью может быть гипогаммаглобулинемия. У пациентов с DMAC обычно повышены уровни трансаминаз и щелочной фосфатазы в печеночных пробах. При подозрении на легочную или диссеминированную MAC-инфекцию необходимо провести тест на ВИЧ.    MAC чрезвычайно резистентны к противотуберкулезным препаратам, и для эффективного лечения часто требуется комбинация до шести препаратов. В настоящее время предпочтительными препаратами являются ципрофлоксацин, рифабутин, этамбутол или азитромицин в сочетании с одним или несколькими другими препаратами. Для пациентов с ВИЧ в качестве профилактической меры в настоящее время рекомендуется использовать азитромицин. Следует отметить, что профилактическое лечение колонизации MAC у бессимптомных пациентов также не рекомендуется. Институт клинических и лабораторных стандартов (CLSI) рекомендует проводить анализ на чувствительность к противомикробным препаратам с использованием метода бульонных разведений. Критические концентрации для кларитромицина, амикацина, моксифлоксацина и линезолида определены. Хотя этамбутол, рифампин и рифбутин являются полезными, официальных критических концентраций не существует, так как нет исследований, показывающих связь между минимальной ингибирующей концентрацией (МИК) и клиническими результатами. Иллюстрация: При окрашивании аспирата костного мозга выявлено множество кислотоустойчивых палочек (увеличение: слева - 100X; справа - 50X).