Устойчивость к антибиотикам не нова — она существовала задолго до того, как люди начали использовать лекарства

Антибиотики изменили мир, сделав рутинными операции и более безопасными роды. Однако их эффективность ослабевает из-за устойчивости бактерий. Интересно, что эта устойчивость возникла не в ответ на применение лекарств человеком, а миллионы лет назад.

Гонка вооружений длиной в миллиард лет

Большинство антибиотиков естественным образом производятся почвенными бактериями для борьбы с видами-конкурентами. В ходе эволюции у конкурирующих видов неизбежно появлялись мутации, обеспечивающие устойчивость. Таким образом, устойчивость к любому открытому антибиотику, вероятно, уже существует в природе.

Распространение устойчивости может происходить двумя путями:

1. «Старомодный» эволюционный путь — когда бактерии постепенно адаптируются к новому для них антибиотику.
2. Горизонтальный перенос генов — когда бактерии, уже имеющие гены устойчивости, передают их другим бактериям.

Взлёт и падение сульфаниламидов

Сульфаниламидные препараты (сульфа-препараты) стали первым коммерческим антибактериальным средством за десятилетие до пенициллина. Они блокируют бактериальный фермент DHPS, необходимый для роста.

Ключевое отличие: сульфа-препараты — это не антибиотики, а синтетические химиотерапевтические агенты. Их не производит ни один известный организм, а значит, не было и древней «гонки вооружений». Ожидалось, что устойчивость к ним будет развиваться только «старомодным» путём.

Устойчивость действительно появилась через несколько лет после начала применения. Однако к 1980-м годам она стала повсеместной. Исследование показало, что гены устойчивости к сульфа-препаратам присутствовали в двух больших группах бактерий как минимум 500 миллионов лет — задолго до синтеза этих лекарств в 1910-х годах.

Источник древней устойчивости

Бактерии, несущие эти древние гены устойчивости, — это почвенные и пресноводные микроорганизмы, обитающие в хорошо орошаемом грунте ферм. В течение последних 50 лет фермеры добавляли огромные количества сульфа-препаратов в корм животных.

Сублетальные концентрации препаратов в почве создали идеальные условия для горизонтального переноса генов устойчивости от древних резистентных популяций к другим бактериям. Цепочка передачи могла привести к появлению устойчивых патогенов в системах водоснабжения.

Почему гены устойчивости к сульфа-препаратам существовали 500 миллионов лет назад? Есть два объяснения:

1. Маловероятное — существовала бактерия, синтезировавшая сульфа-препараты.
2. Более вероятное — из-за колоссального разнообразия бактерий некоторые из них случайно оказались устойчивы к любому веществу, которое может придумать человек.

Вывод: проблема не в появлении, а в распространении

Исследование указывает на важный вывод: если устойчивость уже существует в природе, разработка новых лекарств даёт лишь временное облегчение. Основная задача — не подавить устойчивость, а предотвратить её распространение.

Это сложная, но преодолимая задача. Первый шаг — прекратить скармливать ценнейшие лекарства сельскохозяйственным животным в профилактических целях.