royaltystockphoto / Shutterstock

Антибіотикорезистентність швидко поширюється по всьому світу. Коли інфекційні бактерії мутують певним чином, а потім розмножуються, вони можуть стати стійкими навіть до найпотужніших ліків. Але дослідження виявили занепокоєння альтернативним способом поширення стійкості до антибіотиків: організм, який передає свою стійкість на інші живі бактерії.

У червні 2012, 35-річний чоловік із Сан-Паулу опинився в лікарні з безліччю проблем. Поряд з діагнозом раку шкіри, йому сказали, що він переносить потенційно смертельну бактеріальну інфекцію. Лікарі поклали його на курс хіміотерапії та антибіотиків, і лікування бактерій, що вбивали бактерії, робило свою роботу. Але вже через місяць повернулася мікробом гарячка.

Пацієнт захворів на відому супербугу MRSA (стійку до метициліну) Золотистий стафілокок). Тож медична група звернулася до одного з "останніх ліній захисту" антибіотиків, потужна сполука ванкоміцин. Цей штам MRSA спочатку не мав природного захисту проти ванкоміцину, але до серпня того ж року він став стійким, що зробило лікування неефективним.

Вчені хотіли б пізніше розкрити що замість того, щоб набути резистентності за допомогою простої мутації, MRSA замість цього отримав величезний шматок нової ДНК. У цьому рядку подарованого генетичного коду були інструкції щодо білків, які захищали бактерії від руйнівної роботи антибіотика. MRSA отримали виграшну руку, але звідки ця ДНК?

вводити Enterococcus фекальний. Цей клоп, як правило, описується як коменсальна бактерія (одна з наших «хороших бактерій»), яка щасливо живе в наших кишках, не завдаючи шкоди. Наші травні тракти - це вулик мікробної діяльності, що приймає одноклітинні організми у своїх трильйонах. Так званий мікробіом неймовірно важливий для підтримки а здорові кишки людини, але також допомагає придушити зловісну сторону клопів, як фекалія.

Коли пацієнти з ослабленою імунною системою проходять лікування антибіотиками, ця небажана сторона може процвітати. Коли нам дають антибіотики, вони без розбору зачищають всі бактерії, які не мають природних захисних сил, іноді очищаючи мікробіому кишечника багатьох своїх доброзичливих мешканців. Але фекалія є внутрішньо оснащений з арсеналом механізмів природного опору всередині своєї ДНК, що часто дозволяє їй вижити.

Не маючи пригнічених сусідів чи здатної імунної системи контролювати їх, фекаліс та його стійкі однолітки розмножуються та процвітають, радісно ділившись, щоб перейти до нещодавно доступної нерухомості кишки. І незабаром вони вступають у тісний контакт зі своїми стійкими та потенційно хвороботворними сусідами.

Обмін інформацією

Коли люди збираються разом, ми часто обмінюємось ідеями через мову. Але коли бактерії збираються разом, вони можуть обмінюватися інформацією за допомогою кодованих ДНК інструкцій. Це відомо як горизонтальний перенос гена, де копії ДНК переміщуються з однієї клітини в іншу. На жаль, E. faecalis і його співвітчизники з надписом мають всю найкращу інформацію, якою вони можуть поділитися, інформацію, яка дозволяє їм виживають антибіотики.

Але фекаліс пішов на крок далі у своєму еволюційному шляху, ставши одним із найвищих дилерів антибіотикорезистентності. Одним із захисних механізмів, використовуваних бактеріями для захисту від небажаного генетичного коду, є система CRISPR-cas9, яку вчені також використовують як спосіб для редагування ДНК. Система виникла як засіб бактерій відсікати вірусну ДНК та інший потенційно небезпечний генетичний код на шматочки до того, як вона заподіяла їм шкоду.

E. faecalis колись працював на важливій системі CRISPR-cas9, але, дивно, пожертвував захисний механізм, щоб всі види ДНК могли потрапляти і залишатися в стінках клітини. Це було ризикованою стратегією, але в кінцевому рахунку виявилося доцільним, розблокувавши засоби для отримання фекалій, а згодом передати зразки генетичних знань. Саме завдяки цій схемі прибутків і обміну було надано фекалій резистентність до ванкоміцину щодо MRSA.

Антибіотикорезистентність загрожує нашій здатності лікувати серйозні інфекції. Тітікул Б / Шуттерсток

Антибіотики виконують вирішальну роль у сучасній медицині. Вони використовуються звичайно для лікування інфекційних захворювань, які вводяться попередньо після операції, і сприяли підвищенню середньої тривалості життя в середньому за 20 років по всьому світу. Це робить боротьбу з антибіотикорезистентністю однією з найактуальніші проблеми сьогодні стикаються з нашими видами. Тим не менш, в бактеріях, таких як фекалій, вчені виявили мікроби, що проводять змову, для ескалації небезпеки, викликаної розвиненою стійкістю до антибіотиків.

Це робить розуміння E. faecalis першорядного значення. Однак значна частина природного, внутрішнього опору мікроба залишається оповите таємницею. Розчаровуючи, фекалій часто має туз в рукаві, коли його оскаржують антибіотиками. Якщо ми видалимо цілісний фрагмент ДНК, наприклад, ми часто виявляємо, що фекаліс має ще один відрізок ДНК, який може виконувати ту саму роль, забезпечуючи антибіотикорезистентність незалежно. Однак ми ще не повністю розуміємо, які фрагменти ДНК мають генетичні резервні плани, а які - ні.

Шматок ДНК без резервного копіювання створив би ідеальну мішень для наркотиків. І на щастя, нам вдалося ідентифікувати ці життєво важливі фрагменти в лабораторії, поступово видаляючи сегменти ДНК. По черзі кожне видалення наблизить нас до кроку до визначення ключових частин генетичного коду, які є критичними E. faecalis щоб вижити. Це дає нам впевненість, що незабаром ми зможемо скласти колоду на нашу користь проти цього ощадливого умовно-патогенного збудника і врешті-решт вилучимо дилера з гри.

Про авторів

Салі Морріс, Кандидат кандидатських наук, Університет ванни і Джеймс С. Хортон, Кандидат кандидатських наук, Університет ванни

Ця стаття перевидана з Бесіда за ліцензією Creative Commons. Читати оригінал статті.

books_health