Изучая рыбу, выращенную в аквакультуре, исследователи из Helmholtz Zentrum München, Университета Копенгагена и Университета Кампинас в Бразилии пролили новый свет на механизмы, с помощью которых гены устойчивости к антибиотикам передаются между бактериями. Согласно исследованию, опубликованному в журнале Microbiome, эти механизмы более разнообразны, чем считалось ранее.
«За последние 70 лет использование антибиотиков в медицине и ветеринарии неуклонно росло, что привело к резкому росту резистентных микроорганизмов», - говорит проф. Доктор Михаэль Шлотер, руководитель исследовательского отдела сравнительного анализа микробиома (COMI) в Helmholtz Zentrum München. Особую тревогу вызывает тот факт, что многие микроорганизмы устойчивы не только к одному антибиотику, но и к целому ряду различных веществ, констатирует корреспондент недавнего исследования. Это создает особые проблемы при лечении инфекционных заболеваний. «Поэтому мы решили открыть механизмы, ответственные за развитие резистентности», - говорит он.
С этой целью он и его команда вместе с датскими учеными во главе с Гилем Вестергаардом (Университет Копенгагена и Helmholtz Zentrum München) исследовали рыбу, выращенную в аквакультуре. В частности, они изучили Piaractus mesopotamicus, южноамериканский вид, известный как паку, который часто выращивают в аквакультуре. Рыбы получали антибиотик флорфеникол с пищей в течение 34 дней. В течение этого времени и после периода применения исследователи брали образцы из пищеварительного тракта рыбы и искали соответствующие генетические изменения в кишечных бактериях.
Гены резистентности скачут по геному
«Как и ожидалось, введение антибиотика вызвало увеличение количества генов, ответственных за устойчивость к этому антибиотику», - объясняет докторант COMI Йохан Себастьян Саенс Медина, ведущий автор статьи. «Одним из примеров являются гены насосных белков, которые просто снова удаляют активное вещество из бактерий. Однако нас особенно удивили различные механизмы, с помощью которых мы смогли определить, какие гены устойчивости к антибиотикам распространяются среди кишечных бактерий рыб», - сказал Саенс. - объясняет Медина. «Это говорит о том, что бактерии также обмениваются устойчивостью через вирусы, известные как фаги, и транспозоны».
Дальнейшие метагеномные исследования подтвердили, что эти мобильные генетические элементы вызывают быстрое распространение генов резистентности среди геномов различных организмов. До сих пор постулировалось, что только плазмиды (по сути, легко переносимые мини-хромосомы) в основном ответственны за обмен генами устойчивости.
«Обнаружение того, что резистентность также широко передается между бактериями без участия плазмид, действительно весьма удивительно», - говорит Майкл Шлотер. «Основываясь на этом наблюдении, соответствующие модели распространения должны быть пересмотрены и изменены. Кроме того, наши данные, безусловно, заставляют нас задаться вопросом, следует ли и в какой степени мы должны продолжать использовать антибиотики в растущем числе аквакультур в мире».