Новое исследование, проведенное исследовательской группой из Массачусетского университета глаз и ушей и Гарвардской медицинской школы, описывает, как бактерии адаптируются к современной больничной среде и неоднократно вызывают устойчивые к антибиотикам инфекции кровотока. Инфекции, приобретенные госпитализированными пациентами, чаще устойчивы к антибиотикам, чем те, которые встречаются в других местах, и больницы вкладывают значительные усилия для их предотвращения. Несмотря на все усилия, некоторые бактерии способны сохраняться и циркулировать среди пациентов, вызывая повторные инфекции. В этом исследовании была изучена одна из первых устойчивых внутрибольничных вспышек бактерии с множественной лекарственной устойчивостью Enterococcus faecalis которая произошла с начала до середины 1980-х годов, вызвав более 60 штаммов вспышек

.

Исследование, опубликованное в сети Интернет 10 апреля в Science Transal Medicine было проведено исследовательской группой, возглавляемой доктором наук Майкла Гилмора, старшим научным сотрудником в области массажа глаз и ушей, и профессором сэра Уильяма Ослера Офтальмолог, директор Института инфекционных заболеваний на кафедре офтальмологии Гарвардской медицинской школы. Команда сравнила последовательности ДНК бактерий, которые были заархивированы после вспышки 30 лет назад сотрудником Марком М. Хайке, доктором медицины, специалистом по инфекционным заболеваниям в настоящее время в Центре медицинских наук Университета Оклахомы. Возглавляемый научным сотрудником Гилмор Дарья Ван Тайн, доктор философии, и с помощью ученого Брод Института Эшли Эрл, ученые обнаружили мутации в бактериях, которые вызывали одну инфекцию за другой в течение 4 лет.

Авторы исследования надеются, что новые данные о том, как энтерококки поражают кровоток, помогут ученым и врачам разработать новые способы предотвращения возникновения этих инфекций и лучшего лечения их, когда они происходят.

«Знание того, как микробы перехитрили иммунную систему организма и антибиотики, говорит нам о том, что является критическим для микроба, чтобы вызвать инфекцию», – говорит доктор Гилмор. «Это, в свою очередь, дает нам более четкое представление о новых целях для разработки антибиотиков следующего поколения и для их осторожного использования внутри и за пределами больниц».

Бактерии-энтерококки, встречающиеся в природе в кишечнике человека, могут приводить к инфекциям, включая инфекции кровотока и мочевыводящих путей, инфекции хирургических участков и эндокардит – инфекции клапанов сердца.

Исследователи исследовали геномы бактерий, чтобы проанализировать образцы ранней вспышки бактериемии у пациентов в больнице в Висконсине в период между 1984 и 1988 годами, вызванной множественной лекарственной устойчивостью Enterococcus faecalis чтобы узнать, как они адаптированы к существованию в больнице и передачи от одного пациента к другому. Возвращаясь к ранним дням проблемы резистентности к антибиотикам, доктор Ван Тайн, доктор Гилмор и коллеги смогли увидеть, что попадание Enterococcus faecalis в кровоток в первую очередь открывает необычный путь, который позволяет микроб, чтобы создать новое вещество, которое помогает укрепить клеточную стенку. Это делает бактерию более способной противостоять гибели белых клеток крови, а также антибиотиков класса пенициллина, которые атакуют клеточную стенку бактерий. Авторы также увидели, что в середине вспышки типы адаптации внезапно изменились, и бактерии начали укреплять клеточные стенки по-новому. Это изменение соответствовало введению и широкому применению нового антибиотика, названного имипенемом.

Д-р. Ван Тайн, в настоящее время доцент кафедры медицины Университета Питтсбурга, смог повторно воссоздать точное изменение через 30 лет в лаборатории, используя антибиотик класса имипенем, доказывая эту связь.

«Наше исследование показывает, как линия вспышки энтерококка возникла и развивалась в результате продолжительной вспышки в больнице, и как штаммы вспышек реагировали на иммунный отбор хозяина и изменение режимов антибиотиков», – говорит доктор Ван Тайн. «Эти результаты подчеркивают новые пути, которые могут быть использованы в будущем для контроля и ведения внутрибольничных энтерококковых инфекций».

Устойчивая к антибиотикам инфекция является основной угрозой для общественного здравоохранения во всем мире. Подсчитано, что к 2050 году больше людей могут умереть от инфекций, которые больше не поддаются лечению антибиотиками, чем от рака. По словам доктора Гилмора, понимание того, как некоторые бактерии смогли преодолеть нашу естественную иммунную защиту, и новые лекарства по мере их появления, является ключом к предотвращению будущего, в котором до 10 миллионов человек могут ежегодно умирать от устойчивой к антибиотикам инфекции.

«Это научное исследование является ярким примером того, как такие ученые, как доктор Гилмор, используют новые генетические технологии и молекулярную биологию для раскрытия новой и важной информации о бактериях, устойчивых к лекарственным средствам, чтобы мы могли лучше понимать и в конечном итоге предотвращать и лечить жизнь «угрожающие инфекции», – говорит Джоан В. Миллер, доктор медицинских наук, профессор Дэвида Гленденнинга Когана и заведующая кафедрой офтальмологии в Гарвардской медицинской школе, заведующая офтальмологией в Массачусетской больнице для глаз и ушей и Массачусетса, а также главный офтальмолог в Бригаме и Женская больница.