Устойчивость к антибиотикам распространяется не только там, где и когда антибиотики используются в больших количествах, заключают исследователи ETH из лабораторных экспериментов. Поэтому одного лишь сокращения использования антибиотиков недостаточно для сокращения резистентности, и это следует делать в сочетании с мерами по предотвращению заражения устойчивыми микробами.

Бактерии становятся все более устойчивыми к обычным антибиотикам. Часто устойчивость опосредуется генами устойчивости, которые могут просто перепрыгивать с одной бактериальной популяции на другую. Распространено предположение, что гены устойчивости распространяются главным образом при использовании антибиотиков, обоснование которого подтверждается теорией Дарвина: только в тех случаях, когда на самом деле используются антибиотики, устойчивая бактерия имеет преимущество перед другими бактериями. В среде без антибиотиков устойчивые бактерии не имеют преимуществ. Это объясняет, почему эксперты в области здравоохранения обеспокоены чрезмерным использованием антибиотиков и призывают к дополнительным ограничениям на их использование.

Тем не менее, группа исследователей во главе с учеными из ETH Zurich и Базельского университета в настоящее время обнаружили дополнительный, ранее неизвестный механизм, который распространяет резистентность в кишечных бактериях, который не зависит от использования антибиотиков. «Ограничение использования антибиотиков является важным и действительно правильным решением, но одной этой меры недостаточно для предотвращения распространения резистентности», – говорит Медерик Диард, который до недавнего времени занимал должность в ETH Zurich и в настоящее время является профессором. в Biozentrum Университета Базеля. Он продолжает: «Если вы хотите контролировать распространение генов устойчивости, вы должны начать с самих резистентных микроорганизмов и не допустить их распространения, скажем, с помощью более эффективных мер гигиены или прививок». Диард руководил исследовательским проектом вместе с Вольфом-Дитрихом Хардтом, профессором микробиологии в ETH Zurich.

Два комбинированных механизма сопротивления

Стойкие бактерии, также известные как персистеры, ответственны за этот недавно обнаруженный механизм распространения устойчивости. Ученые уже давно знают, что, как и бактерии, несущие гены устойчивости, персистирующие могут выживать при лечении антибиотиками. Они попадают во временное состояние покоя и могут свести их метаболизм к минимуму, что предотвращает их уничтожение антибиотиками. В случае сальмонеллы бактерии становятся бездействующими, когда они проникают в ткани организма изнутри кишечника. После того, как они проникли в ткань, персистеры могут жить там незамеченными в течение нескольких месяцев, прежде чем пробудиться из своего дремлющего состояния. Если условия способствуют выживанию бактерий, инфекция может снова вспыхнуть.

Даже если персистенты не вызывают новую инфекцию, они все равно могут оказывать неблагоприятное воздействие, как сообщают ученые в журнале Nature . У сальмонелл встречается сочетание двух механизмов устойчивости: персистентов, которые также несут небольшие молекулы ДНК (плазмиды), содержащие гены устойчивости.

Резервуар генетической информации

В экспериментах на мышах исследователи продемонстрировали, что спящие сальмонеллы в кишечнике могут передавать свои гены устойчивости другим бактериям того же вида и даже другим видам, таким как кишечная палочка, из нормальной кишечной флоры. Их эксперименты показали, что персистеры очень эффективны в обмене генами устойчивости, как только они пробуждаются из своего спящего состояния и сталкиваются с другими бактериями, которые чувствительны к переносу генов. «Используя устойчивую бактерию-хозяина, резистентные плазмиды могут выживать в течение длительного периода времени в одном хозяине, прежде чем перейти в другие бактерии. Это ускоряет их распространение», – объясняет профессор ETH Хардт. Здесь важно отметить, что этот перенос происходит независимо от того, присутствуют ли антибиотики или нет.

Исследователи теперь хотят взять свои результаты на мышах и изучить их более подробно на домашнем скоте, который часто страдает от сальмонеллезных инфекций, таких как свиньи. Ученые также хотят выяснить, возможно ли контролировать распространение резистентности в популяции скота с пробиотиками или с помощью вакцинации против сальмонеллы.

Ученые из ETH Zurich, Университета Базеля, Университетской клиники Базеля и Уппсальского университета приняли участие в этой исследовательской работе. Проект был поддержан Швейцарской Национальной Исследовательской Программой по Устойчивости к противомикробным препаратам (NRP 72).