Бактерии научились защищаться

Раскрыта причина все возрастающей устойчивости бактерий к антибиоткам.

Алексей Щербаков

27 июля, 2017 11:55

4 мин

Учёные из Института общей генетики имени Н.И. Вавилова РАН и МФТИ выяснили, что одни бактерии могут «обучать» устойчивости других, просто-напросто обмениваясь с ними генами, отвечающими за такой «иммунитет».

Выявлено, что угрозу для антимикробной терапии представляют бактериальные ферменты — аминогликозидфосфотрансферазы (аph). Ученые провели анализ распространения генов этих ферментов в микробиоте кишечника россиян. Результаты исследования опубликованы в журнале «Вестник РГМУ».

Для изучения процесса образования устойчивости (по-научному — резистентности к антибиотикам) ученые исследуют ДНК микроорганизмов и выявляют гены устойчивости. По данным Antibiotic Resistance Genes Database (ARDB), «Базы данных генов устойчивости к антибиотикам», в настоящее время насчитывается 13 293 таких бактериальных гена.

Кишечник человека заселен огромным количеством микроорганизмов (до 1000 видов) общий вес которых составляет до 3 кг, образуя фактически отдельный эндокринный орган человека, называемый микробиотой. Живущая в нем микрофлора - это не просто набор бактерий, а активно взаимодействующее сообщество, в котором идет обмен генетической информацией, и в том числе с вредными, так называемыми патогенными бактериями.

Алексей Ковтун, автор исследования, аспирант кафедры биоинформатики МФТИ, комментирует: «Кишечная микробиота - настоящий резервуар генов устойчивости к антибиотикам. Гены aph присутствуют в геномах многих бактерий, и в том числе безвредных, от которых они могут передаваться опасным видам. Анализ метагеномной ДНК кишечника новорожденных показал, что уже в это время в кишечнике обнаруживаютсямногочисленные гены устойчивости к двум из широко используемых в медицине и сельском хозяйстве классов антибиотиков — β-лактамам и аминогликозидам».

При сравнении микробиоты кишечника 832 человек из десяти стран (Англии, Финляндии, Франции, Италии, Норвегии, Шотландии, США, Японии, Китая и Малави) ученые установили, что возраст, пол и состояние здоровья человека мало влияют на устойчивость микробиоты кишечника к антибиотикам, гораздо большую роль играет географическое происхождение человека.

Исследователи провели анализ генетических наборов всех микроорганизмов (метагенома) кишечника 11 здоровых людей из России. Он показал наличие в 7 образцах трех генов аph, из них наиболее распространенным оказался aph(3')-IIIa. Эти гены были обнаружены у условно-патогенных бактерий: микоплазмы хоминис (Roseburia hominis), клостридий (Clostridium difficile), энтерококков (Enterococcus faecium), кишечной палочки (Escherichia coli), стрептококка (Streptococcus pyogenes) и стафилококка (Staphylococcus epidermidis).

К сведению, энтерококки, и в том числе Enterococcus faecium, все чаще становятся причиной внутрибольничных инфекций. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), они так же, как и кишечная палочка, относятся к 12 самым опасным для человека бактериям!

Валерий Даниленко, руководитель исследования, профессор МФТИ, заведующий отделом генетических основ биотехнологии ИОГен им. Н.И. Вавилова, добавляет: «Редкая встречаемость aph-генов в российских метагеномах указывает на региональную специфичность и редкое использование в лечебных целях антибиотиков аминогликозидов. Важный результат нашего исследования - обнаружение в микробиоме здорового человека условно-патогенных бактерий, содержащих aph-гены».

В связи с этим, специалисты приступили к разработке диагностикумов (искусственно приготовленных взвесей обезвреженных микроорганизмов, содержащих определенные антигенные компоненты) для идентификации наиболее опасных видов бактерий с множественной лекарственной устойчивостью. Это необходимо для определения устойчивых к антибиотикам патогенов в микробиоте россиян.

Ученые рекомендуют: врачам пора при назначении тех или иных антибиотиков не только учитывать резистентность вредоносной бактерии, но и наличие генов резистентности в кишечнике самого пациента.