Генетическая защита бактерий не ускоряет развитие устойчивости к антибиотикам

При воздействии антибиотиков бактерии изменяют экспрессию ряда генов. Один из таких ответов, известный как SOS-ответ, приводит к увеличению частоты мутаций ДНК. Поскольку мутации — основа эволюции, предполагалось, что активация этого ответа способствует развитию устойчивости к антибиотикам.

Исследователи из Оксфордского университета под руководством профессора Крейга Маклина провели эксперименты, чтобы изучить связь между антибиотиками, SOS-путём и эволюцией резистентности. Они использовали два штамма бактерии Pseudomonas aeruginosa: обычный и модифицированный, неспособный активировать SOS-ответ. Бактерии подвергали воздействию нелетальных доз антибиотика ципрофлоксацина.

Результаты:

• В краткосрочной перспективе бактерии с активным SOS-ответом имели преимущество — они размножались эффективнее, так как активированные гены ремонтировали повреждённую ДНК.
• Однако в долгосрочном эксперименте (более 200 поколений) не было обнаружено доказательств, что SOS-ответ ускоряет эволюцию устойчивости. Оба типа бактерий развивали резистентность одинаково.
• Более того, по мере развития устойчивости активация SOS-ответа от поколения к поколению становилась менее выраженной.

Вывод: SOS-ответ даёт бактериям краткосрочную защиту, но не ускоряет эволюцию устойчивости. Скромное увеличение частоты мутаций компенсируется снижением эффективности отбора на устойчивость на уровне популяции.

Это открытие ставит под сомнение один из предлагаемых подходов к борьбе с резистентностью — разработку препаратов, блокирующих SOS-ответ, чтобы затруднить бактериям эволюцию. Исследование показывает, что такой подход может быть неэффективным.