Вариант E. coli может вызывать устойчивость к антимикробным препаратам у собак и людей

Исследователи, изучающие устойчивую к антимикробным препаратам E. coli — основную причину смерти людей от антимикробной резистентности в мире — выявили у собак механизм, который может сделать неэффективными несколько классов антибиотиков.

Исследование, опубликованное 16 июля в журнале Applied and Environmental Microbiology, открывает новые пути для терапии как животных, так и людей. Оно также устанавливает клинические инфекции у собак в качестве подхода для эпиднадзора в сфере общественного здравоохранения.

Команда проанализировала более 1000 геномов устойчивого патогена E. coli, выделенных от больных собак. Была идентифицирована группа генов, которые, как показали тесты на эволюционный отбор, становились устаревшими в геноме и теряли функцию. Однако необычный поворот заключается в том, что эта потеря функции, возможно, перепрофилировала данные гены для создания условий, которые «задерживают» антибиотики в клеточной мембране E. coli, не позволяя им проникнуть внутрь бактерии.

«Мне нравится думать об этом как о случайном событии эволюции, потому что кажется, что эти капсульные белки были перепрофилированы для улавливания антибиотиков», — заявила старший автор статьи Лора Гудман.

«Похоже, мы наблюдаем мутацию с потерей функции, которая потенциально придает новый фенотип, не связанный с первоначальным назначением», — добавила она.

Это исследование может не только помочь улучшить здоровье собак, но и служит примером того, как собаки являются важной моделью для изучения здоровья человека.

Собаки, как правило, имеют схожие штаммы E. coli со своими владельцами, и их лечат аналогичными антибиотиками. Два конкретных класса антибиотиков — цефалоспорины третьего поколения и хинолоны — считаются Всемирной организацией здравоохранения (WHO) критически важными.

Клиницисты и эксперты в области общественного здравоохранения особенно обеспокоены чрезмерным использованием этих препаратов в ветеринарии. Хотя юридических ограничений на их применение у собак нет, прилагаются большие усилия для продвижения ответственного использования этих методов лечения.

Исследователи предположили, что механизмы, влияющие на эти классы препаратов и выявленные у собак, также будут важны для людей. «Когда мы искали этот генетический вариант в инфекциях человека, мы обнаружили множество таких случаев в данных больничного и общественного эпиднадзора по инфекциям E. coli и Klebsiella у людей», — отметила Гудман.

Теперь исследователи могут изучить потенциально новые мишени для лекарств, которые предотвращали бы закрытие поры в мембранном канале E. coli, позволяя антибиотикам свободно проникать внутрь клетки.

Уникальность исследования в том, что оно дает механистическое понимание устойчивости к антибиотикам и заполняет важные пробелы в эпиднадзоре за инфекциями E. coli у человека, используя оставшиеся клинические образцы от собак, собранные в рамках рутинного ухода.

Исследование выполнено в сотрудничестве с Ветеринарной лабораторной сетью реагирования (Veterinary Laboratory and Response Network) Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA).