Обнаружена связь между копированием генов устойчивости и эволюцией резистентности

Биоинженеры из Университета Дьюка обнаружили ключевую связь между распространением генов устойчивости к антибиотикам и эволюцией резистентности к новым препаратам у патогенных бактерий.

Исследование показывает, что бактерии, подвергающиеся воздействию высоких уровней антибиотиков, часто содержат множественные идентичные копии защитных генов устойчивости. Эти дублированные гены часто связаны с «прыгающими генами» — транспозонами, которые могут перемещаться между штаммами. Это не только обеспечивает механизм распространения резистентности, но и наличие нескольких копий гена устойчивости может стать основой для эволюции резистентности к новым типам препаратов.

Результаты опубликованы в журнале Nature Communications.

Ключевые находки:

• Бактерии в средах с высоким уровнем применения антибиотиков (люди, скот) обогащены множественными копиями генов устойчивости.
• В бактериях из дикой природы (растения, животные, почва, вода) такие дупликации встречаются редко.
• Самый высокий уровень дупликации обнаружен в клинических образцах от пациентов, вероятно, принимающих антибиотики.

Механизм и значение:

• Повышенное копирование генов устойчивости (например, к пенициллину) увеличивает «шансы» для эволюции, позволяя бактериям со временем развить устойчивость к новым, в том числе еще не созданным, лекарствам.
• Исследование подчеркивает, что для решения кризиса антибиотикорезистентности критически важно более эффективное и рациональное использование существующих препаратов, а не только разработка новых.
• Особое внимание авторы обращают на сельское хозяйство, где в США используется большинство антибиотиков, что является основным драйвером распространения и усиления резистентности.