Ученые обнаружили ключ к сдерживанию устойчивых к антибиотикам бактерий
Устойчивость к антибиотикам представляет серьезную глобальную угрозу для здоровья человека. Прогнозируется, что к 2050 году резистентные инфекции будут вызывать 10 миллионов смертей в год. Поскольку антибиотики критически важны во многих областях медицины, важно понимать, как их применение влияет на вероятность возникновения устойчивости в ответ на лечение.
Исследователи из Департамента зоологии Оксфордского университета обнаружили, что умеренные дозы антибиотиков ограничивают появление устойчивых к ним бактерий. Это ограничение возникает потому, что воздействие антибиотика вредит устойчивым клеткам, снижая способность отдельных резистентных клеток сформировать успешные популяции.
Выводы ученых, опубликованные в PNAS, имеют два важных следствия:
- Традиционная парадигма предполагала агрессивное лечение бактериальных инфекций большими дозами антибиотиков. Это исследование показывает, что использование более умеренных доз может быть хорошим способом предотвратить возникновение устойчивости во время лечения, минимизируя при этом вредные побочные эффекты агрессивной терапии.
- Исследование подчеркивает важность изучения воздействия антибиотиков на отдельные бактериальные клетки. Только понимая это воздействие на клеточном уровне, можно понять, как оно влияет на возникновение резистентности.
Профессор Крейг Маклин, ведущий автор исследования: «Наша работа пыталась выяснить, как интенсивность антибиотикотерапии влияет на появление устойчивых популяций бактерий. Другие исследователи изучали эту проблему, но мы использовали уникальный подход, сосредоточившись на возникновении резистентных популяций из отдельных бактериальных клеток».
Ученые получили эти результаты с помощью масштабных лабораторных экспериментов, в которых измеряли способность отдельных устойчивых клеток сформировать успешные популяции. Фокус на отдельных клетках позволил понять, как влияние антибиотиков на рост и гибель отдельных клеток может ограничить появление резистентных бактериальных популяций.
Профессор Крейг Маклин: «Работа была сложной, потому что бактерии очень малы (1 миллионная метра в длину), но в ходе проекта было два больших сюрприза. Во-первых, я был удивлен тем, что даже низкие дозы антибиотика могут оказывать очень пагубное воздействие на отдельные устойчивые клетки. Во-вторых, я был удивлен тем, насколько велика вариабельность в реакции отдельных клеток на антибиотики и как это влияет на рост бактериальных популяций».
Ученые надеются, что их работа проложит путь для будущих клинических исследований, изучающих, как доза антибиотика влияет на возникновение устойчивости в системах, имеющих прямое клиническое значение.
Они отмечают, что данное исследование изучало устойчивые бактерии изолированно, тогда как в реальности патогенные бактерии часто находятся в сложных сообществах, таких как микробиом кишечника. Следующим шагом будет понять, как эти сообщества влияют на возникновение резистентности.