Эволюционная война между микроорганизмами влияет на здоровье человека
Учёные находят всё больше свидетельств того, что невидимая война между микроорганизмами может затрагивать и людей.
Об этом конфликте пишет биолог из Индианского университета Фарра Бэшей-Виссер в журнале Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences.
«Бактерии эволюционируют не только для устойчивости к новым лекарствам, но и из-за конкуренции с другими микроорганизмами», — говорит Бэшей-Виссер.
В результате люди вынуждены постоянно догонять эволюцию патогенов.
Например, высокоустойчивый к антибиотикам MRSA (метициллин-резистентный Staphylococcus aureus) в некоторых случаях вырабатывает устойчивость к лечению именно из-за конкуренции с другими микроорганизмами.
Пример с MRSA и ванкомицином
- Исследование в Европе показало, что штамм MRSA стал устойчив к ванкомицину после эволюции внутри заражённого организма.
- Новый мутантный штамм вытеснил исходный, производя токсин, подавляющий рост (бактериоцин).
- В ответ на этот токсин появился третий штамм, который стал устойчив и к бактериоцину, и, по совпадению, к ванкомицину.
- Устойчивость к препарату возникла как побочный эффект эволюционных взаимодействий внутри организма, а не в результате прямого давления лечения.
Проблема традиционного подхода
Традиционный «редукционистский» подход к лечению инфекций (выявить патоген и уничтожить его) может иметь непредвиденные последствия.
«Мы всё больше осознаём, что вредные бактерии — лишь часть экосистемы нашего тела, или "микробиоты". Широкоспектральные антибиотики могут уничтожить и множество полезных видов, или, что хуже, создать незащищённое пространство для новых, опасных видов», — объясняет Бэшей-Виссер.
Конкуренция на пользу здоровью
Эволюционная конкуренция может быть и полезна. Наличие полезных микроорганизмов (пробиотиков) часто объясняет, почему один человек заболевает, а другой — нет.
Этот принцип лежит в основе терапии замещения, например, трансплантации фекальной микробиоты. Процедура, при которой образец стула донора вводится в желудочно-кишечный тракт пациента, может восстановить здоровую микробиоту.
По словам Моники Фишер из Медицинской школы IU, врачи, выполняющие эту процедуру, сообщают о процентe излечения около 90% для опасных инфекций, таких как Clostridium difficile.
Модель для изучения
В своей лаборатории Бэшей-Виссер изучает конкурентную динамику бактерий на примере насекомоядных нематод рода Steinernema. Их жизненный цикл зависит от бактерий рода Xenorhabdus.
«Чем больше мы понимаем эти динамические процессы, тем больше мы узнаём о генетическом разнообразии и сохранении биоразнообразия», — заключает учёный.