Диабет может ускорять эволюцию устойчивости к антибиотикам
Staphylococcus aureus — одна из основных причин инфекций и смертей, связанных с антибиотикорезистентностью. Эта бактерия также наиболее распространена среди людей с сахарным диабетом, хроническим заболеванием, которое нарушает контроль уровня сахара в крови и снижает способность организма бороться с инфекциями.
Исследователи из UNC School of Medicine, Брайан Конлон и Лэнс Терлоу, показали, что у людей с диабетом также с большей вероятностью развиваются устойчивые к антибиотикам штаммы S. aureus.
Ключевые результаты исследования
- Результаты, опубликованные в Science Advances, показывают, что антибиотикорезистентность развивается намного быстрее в диабетических моделях, чем в недиабетических.
- Диабет приводит к накоплению избытка глюкозы в крови, которой питается S. aureus, что позволяет ему размножаться быстрее. Ослабленный иммунитет при диабете не может эффективно контролировать инфекцию.
- По мере увеличения числа бактерий в диабетической инфекции возрастает вероятность появления случайных мутаций, в том числе обеспечивающих устойчивость к антибиотикам. Как только устойчивый мутант появляется, он быстро захватывает всю популяцию за считанные дни, используя избыток глюкозы для роста.
Эксперимент на мышиной модели
Исследователи заразили две группы мышей S. aureus и лечили их антибиотиком рифампицином, к которому устойчивость развивается с высокой частотой:
- Диабетические модели (с искусственно индуцированным диабетом).
- Недиабетические модели.
Через пять дней:
- Рифампицин практически не подействовал на диабетических мышей. В их инфекциях обнаружилось более ста миллионов рифампицин-устойчивых бактерий.
- В недиабетических моделях устойчивых бактерий не было.
- Устойчивая мутация захватила всю диабетическую инфекцию всего за четыре дня.
Возможное решение и дальнейшие планы
- Исследование показало, что снижение уровня сахара в крови у диабетических моделей (с помощью инсулина) лишало бактерии «топлива», сдерживало их численность и снижало шансы возникновения устойчивых мутаций.
- Контроль уровня глюкозы с помощью инсулина может стать ключом к предотвращению развития антибиотикорезистентности у этой группы пациентов.
Теперь Конлон и Терлоу планируют изучить эволюцию устойчивости у людей (с диабетом и без), а также у других устойчивых бактерий, таких как Enterococcus faecalis, Pseudomonas aeruginosa и Streptococcus pyogenes. Они также намерены провести аналогичные исследования среди пациентов, проходящих химиотерапию, и недавних реципиентов трансплантатов.