Бактерии становятся устойчивыми к антибиотикам при стрессе

Исследование, опубликованное в журнале BMC Evolutionary Biology, показало, что бактерии развивают устойчивость к антибиотикам в условиях стресса. В частности, E. coli, выращенные при высоких температурах, становятся устойчивыми к рифампицину.

Считается, что поддержание устойчивости к антибиотикам требует затрат. Например, мутации, снижающие проникновение антибиотика, также ограничивают поступление питательных веществ в клетку. Следовательно, в отсутствие антибиотиков неустойчивые бактерии должны вытеснять устойчивые. Однако исследователи из UC Irvine и Faculté de Médicine Denis Diderot обнаружили, что при стрессе (выращивании при высокой температуре) бактерии могут спонтанно развивать устойчивость к рифампицину.

Мутации, ответственные за устойчивость к рифампицину, по-разному влияли на другие штаммы E. coli. У каждого типа бактерий мутировавшая субъединица РНК-полимеразы rpoB позволяла им расти в присутствии рифампицина, но, в отличие от исходного тестового штамма, не обязательно давала преимущество в росте при высокой температуре.

Доктор Оливье Тенайон, руководивший исследованием, отметил: "Наше исследование показывает, что устойчивость к антибиотикам может возникать даже в отсутствие антибиотиков и, в зависимости от типа бактерий и условий роста, вместо того чтобы быть затратной, может быть весьма выгодной. Учитывая, что рифампицин используется для лечения серьезных бактериальных инфекций, таких как туберкулез, лепра, болезнь легионеров, а также для профилактики менингококкового менингита, это открытие имеет важные последствия для общественного здравоохранения".

Эти бактерии служат убедительным доказательством того, что эволюция устойчивости к антибиотикам определяется двумя свойствами генов: плейотропией и эпистазом. Доктор Арьян де Виссер из Вагенингенского университета пояснил: "Плейотропия описывает, как мутации устойчивости к антибиотикам влияют на другие функции, определяя их судьбу в других условиях. Эпистаз описывает, насколько хорошо различные мутации сочетаются в своем влиянии на устойчивость и, следовательно, определяет, какой мутационный путь будет предпочтительным для эволюции, когда для полной устойчивости требуется несколько мутаций".