Низкотоксичные штаммы MRSA могут быть настоящими убийцами
Самые серьезные инфекции, вызванные метициллин-резистентным Staphylococcus aureus (MRSA), могут быть связаны с супербактериями, которые производят меньше токсинов, в отличие от высокотоксичных штаммов. К такому неожиданному выводу пришли ученые из Департамента биологии и биохимии Университета Бата, опубликовавшие результаты в журнале PloS Biology.
Исследование бросает вызов предыдущим работам, предполагавшим, что основным фактором тяжести инфекции является выработка токсинов стафилококком, и что более опасны штаммы с высоким уровнем токсинов. Новые данные указывают на обратное: именно низкотоксичные штаммы с большей вероятностью вызывают тяжелые инфекции.
Смертность от MRSA при попадании бактерии в кровоток возрастает до 40%, особенно если развивается эндокардит. В США сообщалось, что инфекции MRSA уносили больше жизней, чем ВИЧ/СПИД.
Ход исследования
Ученые, включая доктора Рут Мэйси из Центра эволюции Милнера, использовали две коллекции образцов Staph. aureus.
- Первый набор: серия образцов, взятых у одного пациента в течение нескольких месяцев по мере прогрессирования от носительства бактерии до развития бактериемии (наличие бактерий в крови). Анализ токсичности показал, что в фазу носительства штаммы секретировали больше токсинов, чем в фазу бактериемии.
- Второй набор: образцы печально известного штамма USA300, взятые у разных пациентов с инфекциями разной степени тяжести. Выяснилось, что носительство и легкие инфекции с гораздо большей вероятностью вызывались высокотоксичными штаммами. Контр-интуитивно, более тяжелые инфекции чаще устанавливались низкотоксичными штаммами.
Объяснение феномена
Доктор Мэйси объясняет: "Бактериям обычно трудно расти в сыворотке крови из-за иммунной защиты. Единственное различие, которое мы нашли между низко- и высокотоксичными штаммами, — это их способность расти в человеческой сыворотке. Низкопродуцирующие штаммы росли в сыворотке лучше, чем высокотоксичные. Наши данные показывают, что низкотоксичные штаммы способны устанавливать инфекции крови, потому что они не тратят энергию на производство токсинов, и у них остается больше энергии для защиты от антител и роста".
Эволюционный компромисс
Возникает вопрос: почему тогда вообще существуют высокотоксичные штаммы? Математическое моделирование показало, что, хотя низкотоксичные штаммы лучше выживают в кровотоке, они имеют гораздо худшую трансмиссивность (передаваемость) — инфекция крови редко передается между людьми. Именно эта более низкая скорость передачи менее токсичных штаммов не позволяет им стать доминирующими и обеспечивает сохранение высокотоксичных штаммов.
Исследователи надеются, что эти выводы помогут научному и медицинскому сообществу в разработке более целенаправленных методов лечения инфекций MRSA.
Исследование финансировалось Советом по медицинским исследованиям, Королевским обществом, Национальным институтом исследований в области здравоохранения, Советом по исследованиям в области биотехнологии и биологических наук и Wellcome Trust.