Антибиотикорезистентность – история старше динозавров

Самые известные внутрибольничные микробы, энтерококки, возникли от предка, которому более 450 миллионов лет, он уже существовал в то время, когда животные впервые вышли на сушу – так утверждает новое исследование, возглавляемое массачусетскими и гарвардскими учеными. Опубликованные он-лайн в журнале «Cell» результаты исследования проливают свет на эволюцию этих патогенных микроорганизмов, которые стали практически неуничтожаемыми и являются ведущими возбудителями современных внутрибольничных антибиотикорезистентных инфекционных заболеваний.

Устойчивость к антибиотикам в настоящее время является одной из ведущих проблем общественного здравоохранения во всем мире. Некоторые микроорганизмы устойчивы практически ко всем антибиотикам. Это вызывает особую обеспокоенность: в больницах около 5% пациентов лечатся от инфекций, которые возникли во время их госпитализации. Поскольку ученые всего мира неустанно ищут решения этой проблемы, понимание происхождения и эволюции устойчивости к антибиотикам поможет им ускорить этот поиск.

«Анализируя геномы и поведение современных энтерококков, мы смогли как бы перевести часы назад до момента их возникновения и понять, как эти микроорганизмы превратились в то, чем они являются сегодня, – говорит один из авторов статьи Эшли М. Ирл, доктор наук, занимающийся генетикой. – Понимание того, как среда, в которой обитают микробы, стимулирует возникновение у них новых свойств, может помочь нам просчитать, каким образом микробы адаптируются к антибиотикам, противомикробному мылу для рук, дезинфицирующим средствам и другим продуктам, предназначенным ограничивать их распространение».

Картина, которую удалось восстановить исследователям, начинается с зарождения жизни на Земле. Бактерии возникли почти 4 миллиарда лет назад и с тех пор распространились повсеместно, включая моря и океаны. Животные впервые появились во время так называемого Кембрийского взрыва, около 542 миллиона лет назад. Изначально они жили в море, и бактерии научились жить в них и на них. Некоторые бактерии служат животным и защищают их (как, например, микроорганизмы нашей здоровой микрофлоры кишечника), некоторые заселяют окружающую среду, а некоторые вызывают болезни. Когда животные вышли на сушу около 100 миллионов лет спустя, они взяли с собой и своих микробов.

 

Авторы исследования обнаружили, что все виды энтерококков, включая те, которые никогда не обнаруживались в больницах, были естественным образом устойчивы к высушиванию, недостатку питательных веществ, дезинфицирующим средствам и многим антибиотикам. Поскольку энтерококки обычно живут в кишечнике большинства (если не всех) сухопутных животных, весьма вероятно, что они также находились и в кишечнике вымерших сухопутных животных, включая динозавров и те первые организмы, которые вышли когда-то из моря на сушу. Сравнение геномов этих бактерий показало, что это предположение было верным. Исследовательская группа обнаружила, что новые виды энтерококков появлялись всякий раз, когда появлялись новые виды животных.

Из кишечника обитателей моря (рыбы) микробы попадают в океан, который обычно содержит около 5000 большей частью безвредных микроорганизмов в каждой капле воды. Они оседают на морское дно и формируют богатые микробами осадочные слои, которые поглощаются червями, ракообразными и другими моллюсками. Затем те, в свою очередь, поедаются рыбой, и микробы продолжают путешествовать по всей пищевой цепи. Однако на суше кишечные микробы выделяются с фекалиями, которые часто высыхают, и большинство микроорганизмов погибает с течением времени.

Но только не энтерококки. Эти микробы необычайно выносливы и могут противостоять высушиванию и голоду, что помогает им выжить на земле и в больницах, где дезинфицирующие средства «портят» микробам жизнь.

«Теперь мы знаем, какие гены были получены энтерококками сотни миллионов лет назад, когда они стали устойчивыми к высыханию, дезинфицирующим средствам и антибиотикам, повреждающим их клеточные стенки», – говорит руководитель исследования Майкл С. Гилмор, доктор наук и директор Гарвардского института инфекционных болезней.

«Сейчас именно они являются целями наших исследований по разработке новых типов антибиотиков и дезинфицирующих средств, которые направлены исключительно на энтерококки», – добавляет Франсуа Лебретон, доктор наук, ведущий автор закончившегося исследования и руководитель проекта.

Добавить комментарий