Ранее неизвестные гены устойчивости к антибиотикам широко распространены среди бактерий
Гены, делающие бактерии устойчивыми к антибиотикам, распространены в окружающей среде гораздо шире, чем считалось ранее. Исследование учёных из Технологического университета Чалмерса и Гётеборгского университета (Швеция), опубликованное в Microbiome, показывает, что бактерии почти во всех средах несут гены устойчивости, что создаёт риск их распространения и усугубления проблемы неизлечимых бактериальных инфекций.
«Мы выявили новые гены устойчивости там, где их до сих пор не обнаруживали. Эти гены могут представлять собой недооценённую угрозу для здоровья человека», — говорит профессор Эрик Кристианссон.
По данным ВОЗ, устойчивость к антибиотикам — одна из серьёзнейших угроз глобальному здоровью. Согласно отчёту IACG ООН, 700 000 человек ежегодно умирают от инфекций, вызванных устойчивыми бактериями.
Поиск устойчивости в новых средах
В новом исследовании учёные проанализировали новые формы генов устойчивости, изучив огромные объёмы последовательностей ДНК бактерий. Они отследили гены в тысячах образцов из разных сред: в организме человека и на нём, в почве и на очистных сооружениях. Всего было проанализировано 630 миллиардов последовательностей ДНК.
«Мы использовали метагеномику — методологию, позволяющую анализировать огромные массивы данных», — поясняет ведущий автор статьи Хуан Инда Диас.
Исследование показало, что новые гены устойчивости присутствуют у бактерий почти во всех средах, включая наш микробиом и, что более тревожно, у патогенных бактерий. Гены устойчивости в бактериях, живущих в организме человека и в окружающей среде, оказались в десять раз более распространёнными, чем ранее известные. Среди генов устойчивости в микробиоме человека 75% оказались совершенно новыми.
«До этого исследования не было никаких данных о распространённости этих новых генов устойчивости. Нам необходимо углубить понимание развития устойчивости у бактерий и тех генов, которые могут стать угрозой в будущем», — подчёркивает Кристианссон.
Надежда на предотвращение вспышек в системе здравоохранения
Исследовательская группа работает над интеграцией новых данных в международный проект EMBARK, целью которого является отбор проб из сточных вод, почвы и животных для понимания путей распространения устойчивости.
«Крайне важно учитывать новые формы генов устойчивости при оценке рисков. Используемые нами методы позволяют отслеживать эти новые гены в окружающей среде, чтобы обнаружить их в патогенных бактериях до того, как они вызовут вспышки в медицинских учреждениях», — говорит ассистент-профессор Юхан Бенгтссон-Пальме.
Подробнее об исследовании
Учёные использовали ДНК из двух публичных баз данных:
- ResFinder (известные гены устойчивости) — была расширена множеством новых генов, найденных при анализе бактериальной ДНК. Всего было собрано 20 000 известных и новых генов.
- MGnify (бактериальная ДНК из разных источников) — её анализ на распространённость генов показал, что гены устойчивости присутствуют почти повсеместно.
Применённый метод метагеномики позволяет изучать метагеном — совокупность генов всех организмов в образце или среде, включая те микроорганизмы, которые нельзя вырастить в лаборатории. Ранее он не использовался для анализа новых типов генов устойчивости в таких масштабах.