Обнаружены новые механизмы устойчивости бактерий к антибиотикам
Исследователи выявили два ранее неизвестных механизма в бактериях, способствующих развитию устойчивости к антибиотикам. Увеличение числа копий генов устойчивости в бактериях повышает их резистентность, и этот процесс может происходить очень быстро.
Согласно новому исследованию Уппсальского университета, опубликованному в Nature Communications, эти два механизма, наряду с третьим, уже известным, могут действовать независимо друг от друга, даже внутри одной и той же бактериальной клетки.
Учёные изучали гетерорезистентность — явление, при котором большинство бактерий в популяции чувствительны к антибиотикам, но очень небольшая субпопуляция (около 1 на 100 000) демонстрирует повышенную устойчивость и может продолжать расти, несмотря на лечение.
Гетерорезистентность — распространённое и опасное явление, так как её трудно лечить, и она может ускорять развитие устойчивых бактерий, осложняя терапию для пациентов.
«До сих пор было неизвестно, что эти механизмы могут способствовать гетерорезистентности. Наше исследование показывает, что они способны ускорять отбор и рост резистентных бактерий во время лечения антибиотиками. Эта работа, частично проведённая на животных, делает понимание этих процессов более релевантным для человека», — говорит последний автор исследования Хелен Ванг.
Бактерии могут передавать гены устойчивости друг другу через плазмиды — небольшие автономные кольца ДНК, в которых бактерии часто хранят часть своих генов вне хромосомы. В этом исследовании учёные раскрыли два новых механизма, связанных с плазмидами, при которых число копий плазмид, несущих гены устойчивости, может увеличиваться до 90 раз.
Исследование демонстрирует, что эти два механизма и третий, известный механизм, связанный с амплификацией генов, могут работать параллельно в одной бактериальной клетке.
«Гетерорезистентность, связанная с увеличением числа копий генов устойчивости, гораздо сложнее, чем считалось ранее. Бактерии фактически могут использовать три разных механизма, все из которых могут происходить параллельно в одной бактерии, чтобы временно увеличить число копий генов устойчивости и тем самым сформировать резистентность к антибиотикам», — говорит первый автор исследования Эрве Николофф.
«Все три механизма нестабильны и могут быстро вернуться к состоянию чувствительности в отсутствие антибиотиков. Это затрудняет обнаружение устойчивых бактерий при клиническом обследовании, так как они исчезают очень быстро. Учитывая новые данные, важно разработать лучшие диагностические методы, способные выявлять повышенную устойчивость к антибиотикам», — добавляет Ванг.