Кубанский государственный технологический университет

Проблема устойчивости бактерий к антибиотикам усугубляется

03-10-2011
Бактерии, приобретшие устойчивость к антибиотикам посредством двух независимых механизмов, не вытесняются обычными микроорганизмами даже при удалении антибактериальных препаратов из среды обитания.

Устойчивость микроорганизмов к антибактериальным препаратам является серьезной проблемой, так как она чревата появлением трудноизлечимых заболеваний. Существует два основных пути приобретения устойчивости: возникновение мутаций и заимствование фрагментов ДНК, принадлежащих бактериям других видов, посредством так называемого "горизонтального переноса генов".

Результаты более ранних исследований указывали на то, что в обоих случаях при исчезновении антибиотиков из среды обитания устойчивые к ним бактерии или "суперинфекты" исчезают. Дело в том, что использование чужеродного генетического материала или функционирование с новыми мутациями требует больших затрат энергетических ресурсов клетки. Поэтому при отказе от антибиотиков устойчивые к ним бактерии утрачивают свое единственное преимущество, становятся неконкурентоспособными и быстро вытесняются обычными микроорганизмами.

Однако при изучении кишечной палочки (Escherichia coli) португальские исследователи из университета Лиссабона пришли к неутешительному выводу, согласно которому описанная закономерность больше не является аксиомой.

Они провели серию экспериментов с 10 штаммами кишечной палочки, ранее приобретшими гены устойчивости к антибиотикам от других микроорганизмов. В результате независимого приобретения одной из пяти мутаций, ассоциированных с устойчивостью к лекарственным препаратам, каждый из исходных штаммов дал начало 10 новым штаммам устойчивых бактерий. К удивлению ученых оказалось, что 5 из этих 50 штаммов успешно вытесняли обычных неустойчивых к антибиотикам кишечных палочек даже при культивировании в отсутствие антибактериальных препаратов.

Аналогичные результаты были получены при работе с бактериями, впервые приобретшими устойчивость в результате мутации, которая впоследствии была усилена горизонтальным переносом генетических элементов другого микроорганизма. В данном случае 32% штаммов суперинфектов обладали преимуществом перед обычными кишечными палочками даже в отсутствие антибактериальных препаратов.

Описанный тип генетических механизмов известен как положительный эпистаз, однако исследователи не могут объяснить, каким образом двойной удар по жизнеспособности бактерий приводит к такому выраженному повышению их конкурентоспособности.

Специалист по бактериальной устойчивости из университета Лидса Джим Кэрил утверждает, что эту проблему можно решить путем постоянного использования антибиотиков, приобретение устойчивости к которым максимально ослабляет бактерии. Однако руководитель исследования Франциско Дионисио не согласен с этим. Он считает, что единственным выходом из положения является переход на использование альтернативных препаратов, которых в настоящее время, к сожалению не существует.