Крупное исследование, проведенное Манчестерским университетом, показало, что так называемые «одинокие» микробы, живущие в условиях низкой плотности населения, с большей вероятностью мутируют, вызывая более высокие показатели устойчивости к антибиотикам.
После анализа данных за 70 лет и почти 500 различных измерений мутаций исследование показывает, что отдельные микробы, такие как бактерии, находящиеся в более плотных микробных популяциях, мутируют гораздо меньше, чем микробы в более разреженных группах.
Мутации в бактериях могут привести к целому ряду последствий, в том числе стать устойчивыми к антибиотикам. Таким образом, это исследование может проложить путь к лучшему пониманию устойчивости к антибиотикам, способствуя более эффективным способам борьбы с ростом числа устойчивых к антибиотикам «супербактерий».
Исследование, проведенное в сотрудничестве с университетами Киля и Миддлсекса, следует за предыдущим исследованием группы, в котором также рассматривалась взаимосвязь между скоростью мутации и плотностью популяции микробов, но только в отношении одной конкретной бактерии, кишечной палочки. Это исследование показало, что у «одиноких» бактерий почти в десять раз больше шансов мутировать и стать устойчивыми к антибиотикам, чем у бактерий, живущих в густонаселённых местах.
Это исследование, финансируемое Исследовательским советом по биотехнологии и биологическим наукам (BBSRC), значительно расширяет эти первоначальные результаты, анализируя скорость мутаций во всех сферах жизни, анализируя 68 независимых исследований 26 видов микробов, включая даже вирусы..
За этим последовали еще сотни экспериментов с использованием почти 2 триллионов микробных клеток, которые, хотя и крошечные, если их положить встык, протянулись бы от Манчестера до Ньюфаундленда в Канаде (почти 4000 км). Результаты показывают, что первоначальное открытие повторяется для нескольких антибиотиков, нацеленных на бактерии и даже дрожжи.
Доктор Крис Найт с факультета науки и техники Университета и старший автор исследования сказал: «Спонтанные мутации подпитывают эволюцию, но когда эта мутация приводит к чему-то более серьезному, например, к устойчивости к антибиотикам, она становится проблема. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), если резистентность продолжит расти, к 2050 году это приведет к ежегодной смерти 10 миллионов человек.
'Вот почему конкретные мутации, которые мы наблюдали в лаборатории, связаны с устойчивостью к антибиотикам'.
ВОЗ заявляет, что эта проблема угрожает эффективной профилактике и лечению постоянно растущего числа инфекций, вызываемых бактериями, паразитами, вирусами и грибками, и представляет собой все более серьезную угрозу для глобального общественного здравоохранения.
Авторы называют свое открытие «пластичностью, связанной с плотностью мутаций», или DAMP. DAMP - это способ изменения скорости мутаций в зависимости от окружающей среды микроба. Исследователи обнаружили, что DAMP может играть ключевую роль в уменьшении мутаций, вызывающих устойчивость к антибиотикам.
Д-р Крашовец с факультета биологии, медицины и здравоохранения и ведущий автор исследования объясняет: «По нашим анализам, DAMP снижает шансы бактерий стать устойчивыми к антибиотикам при более высокой плотности населения. Мы предполагаем, что DAMP влияет на ход эволюции в более общем плане, и понимание его причин и следствий поможет понять и контролировать эволюцию.
' Что интересно в DAMP, так это то, что для него требуются белковые молекулы, которые делают одно и то же в очень разных микробах, а это означает, что мы можем начать понимать, почему скорость мутаций различается таким образом. Это означает, что наши результаты могут стать первым шагом к клиническому манипулированию микробным DAMP как способу замедления развития устойчивости к антибиотикам».