Исследователи разрабатывают новый метод, который может обуздать распространение супербуков

        

Исследователи из Университета ИТМО и Центра физической и химической медицины разработали алгоритм, способный отслеживать распространение генов устойчивости к антибиотикам в ДНК микробиоты кишечника и выявил дополнительные свидетельства переноса генов устойчивости между различными видами бактерий. Этот метод может не только способствовать разработке эффективных схем терапии, но и обуздать распространение супербуков. Результаты исследования были опубликованы в журнале Bioinformatics .

В последние годы распространение резистентности к антибиотикам стало глобальной проблемой здравоохранения. Вследствие чрезмерного использования антибиотиков в медицине и сельском хозяйстве кишечная микробиота накапливает гены устойчивости к антибиотикам в своей ДНК или метагеном. С одной стороны, эти гены помогают нормальной флоре выжить. Однако, с другой стороны, недавние исследования показывают, что кишечная микробиота способна делить резистентные гены с патогенами, что делает их устойчивыми к доступным терапиям. В этом свете особенно важно изучение того, как распространены гены устойчивости.

Программисты из университета ITMO совместно с коллегами из Исследовательского центра физической и химической медицины разработали алгоритм MetaCherchant, который позволяет исследовать среду генов устойчивости к лекарственным средствам и посмотреть, как она изменяется в зависимости от видов бактерий. «Мы создали инструмент, который позволяет ученым более подробно изучить разницу между окружением генов в двух или более образцах микробиоты. Мы можем анализировать образцы микробиоты, собранные у разных людей или у одного и того же человека в разное время, например, до и после после лечения антибиотиками », – говорит Владимир Ульянцев, доцент кафедры компьютерных технологий Университета ITMO. «Основываясь на полученных данных, мы можем предложить, как конкретный ген устойчивости мог распространяться от одного вида микроорганизмов к другому»

Исследования среды генов устойчивости к антибиотикам в первую очередь важны для разработки эффективных антимикробных схем лечения. «Используя MetaCherchant, мы можем проанализировать, как микробиота способствует распространению резистентности к определенному классу антибиотиков. В ожидании, можно прогнозировать антибиотики, резистентность к которым наиболее вероятно распространяется среди патогенов. С другой стороны, мы можем найти наркотики с низким риском резистентности, что, в свою очередь, поможет нам скорректировать и настроить специфические методы лечения. Это вопрос следующих двух лет », – говорит Евгений Олехнович, ведущий автор и исследователь Центра физико-химической медицины.

Потенциальные применения алгоритма не ограничиваются анализом генов кишечных микробиот, поскольку программа может также использоваться для изучения образцов генома из почвы, воды или канализации. «Мы можем оценить распространение резистентности в одном бактериальном сообществе, таком как кишечная микробиота, а также между различными сообществами, что позволяет нам, например, идентифицировать глобальные пути устойчивости антибиотиков через окружающую среду», – говорит Евгений Олехнович. «Проблема сопротивления сложна и требует сложного подхода, где наш инструмент может быть действительно полезным».

      

Source link