На безупречных поверхностях в больницах могут скрываться бактерии, которые редко вызывают проблемы у здоровых людей, но представляют серьезную угрозу для людей с ослабленной иммунной системой. Acinetobacter baumannii вызывает опасные для жизни инфекции легких и кровотока у госпитализированных людей. Такие инфекции являются одними из самых сложных для лечения, потому что эти бактерии эволюционировали, чтобы противостоять большинству антибиотиков.
Теперь исследователи из Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе определили ключевой этап в передаче устойчивости к антибиотикам от одной бактерии Acinetobacter к другой. Это понимание проливает свет на то, как устойчивость к антибиотикам распространяется в больнице или сообщество.
Выводы, опубликованные в Интернете 9 января в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, открывают новую стратегию для сохранения нашей способности лечить бактериальные инфекции антибиотиками. Исследование показывает, что эффективность современных антибиотиков может быть несколько сохранена за счет сокращения распространения генов устойчивости к антибиотикам.
«Проблема супербактерий, устойчивых ко всем антибиотикам, серьезнее, чем просто Acinetobacter», - сказал старший автор Марио Фельдман, доктор философии, адъюнкт-профессор молекулярной микробиологии. «Что мы будем делать, когда антибиотики перестанут работать? Мы можем искать новые антибиотики, но бактерии всегда найдут способ снова развить резистентность. Мы также должны остановить распространение сопротивления».
Штаммы Acinetobacter несут генетические чертежи лекарственной устойчивости на небольших петлях ДНК, называемых плазмидами, которые бывают двух размеров. Большие плазмиды, склонные к накоплению все большего количества генов устойчивости к антибиотикам, несут генетические инструкции для создания игольчатого придатка, чтобы вставлять свои копии в соседние бактерии. Небольшие плазмиды, которые содержат гены устойчивости к единственной, но важной группе антибиотиков, известных как карбапенемы, не имеют собственных инструментов распространения, поэтому они внедряются в новые бактерии, помечаясь вместе с большими плазмидами..
«Плазмиды хотят захватить мир», - сказал Фельдман. «Плазмиды - это эгоистичные генетические элементы, которые просто хотят размножаться как можно чаще, и для этого они кооптируют бактерии. Это пугает нас, потому что плазмиды очень эффективно накапливают устойчивость к антибиотикам., они распространяют лекарственную устойчивость."
Репродуктивная стратегия плазмид требует тесного контакта между двумя бактериями. Но возникает вопрос: как две бактерии могут подобраться достаточно близко, чтобы передать друг другу плазмиды? Большинство Acinetobacter защищаются от незнакомцев с помощью системы, которая вводит смертельные белки в любые неродственные бактерии, которые подходят слишком близко, тем самым уменьшая изменения распространяющихся генов устойчивости к антибиотикам.
Фельдман вместе с первым автором и научным сотрудником Гизелой Ди Венанцио, доктором философии, и коллегами мутировали плазмиды, чтобы выяснить, как они обходят такую бактериальную защиту. Их работа была частично поддержана Программой стипендий факультета разнообразия Вашингтонского университета, которая поощряет набор ученых из недостаточно представленных меньшинств. Фельдман и Ди Венанцио оба из Аргентины.
Исследователи обнаружили, что плазмиды выводят из строя системы самозащиты бактерий, так что плазмиды могут вводить свои копии в соседние бактерии, придавая лекарственную устойчивость невольным соседям-бактериям. Заставляя бактерии, в которых они обитают, сложить оружие, плазмида гарантирует, что соседние бактерии не будут уничтожены до того, как плазмиды смогут их заразить. Исследователи обнаружили, что мутация плазмид, чтобы они не мешали защите бактерий, или мутация бактерий, чтобы нельзя было ослабить защиту, предотвращала распространение плазмид..
Эти результаты дают новую возможность остановить распространение лекарственной устойчивости, заявили исследователи. Участвующие гены были идентифицированы. Теперь исследователи должны найти соединения, которые не позволят плазмидам разрушить системы защиты бактерий.
«Если бы мы нашли ингибитор, мы могли бы очищать им поверхности в больницах и предотвращать распространение лекарственной устойчивости», - сказал Фельдман. «Это нестандартная идея, но это то, что нам нужно. Если мы просто найдем новые антибиотики, бактерии снова станут устойчивыми. Нам нужно найти методы лечения, которые не убивают бактерии, но предотвращают их распространение». становятся лекарственно-устойчивыми, поэтому мы можем продолжать использовать наши антибиотики в будущем."