Генетический «отпечаток» в бактериях предсказывает лекарственную устойчивость

Ученые из Университета Тьюлейн обнаружили уникальную генетическую сигнатуру в бактериях, которая может предсказать вероятность развития у них устойчивости к антибиотикам. Исследование опубликовано в Nature Communications.

Ключевой объект и метод

В центре исследования — Pseudomonas aeruginosa, бактерия с известной историей множественной лекарственной устойчивости, частая причина внутрибольничных инфекций. Эти бактерии склонны к дефектам в определенном пути репарации ДНК, что ускоряет мутации и повышает шансы развития резистентности.

Команда проанализировала бактериальные геномы на предмет мутационных сигнатур — методики, обычно используемой в онкологических исследованиях. Был обнаружен отчетливый паттерн, связанный с дефицитом репарации ДНК, который точно предсказывал потенциал бактерий к развитию устойчивости.

Значение открытия

«Это, по сути, отпечаток, который способен предсказать наличие потенциально устойчивых к множеству препаратов бактерий», — сказал соавтор Зак Пёрселл, доктор философии.

Устойчивость возникает только тогда, когда бактерии обрабатывают антибиотиком, который не убивает их. Более того, бактерии могут приобретать устойчивость и к препаратам, не использовавшимся в первоначальном лечении.

Практическое применение

Та же технология секвенирования ДНК, которая выявляет «отпечатки», может указать и на уязвимые точки для атаки. Исследователи успешно определяли отдельные пути устойчивости и применяли специфические комбинации антибиотиков, нацеленные на эти пути, что предотвращало развитие резистентности.

Создание диагностического инструмента может сократить чрезмерное использование антибиотиков и позволить более точное лечение инфекций. Ведущий автор исследования, Кейлен Холл, сейчас является CEO стартапа Informuta Inc., который разрабатывает модель машинного обучения для сканирования образцов бактерий и прогнозирования развития устойчивости.

«Сейчас абсолютно ничего подобного нет, и это изменит правила игры для многих групп пациентов. Проблема устойчивости к антибиотикам усугубляется с каждым годом», — отметил Холл.