В новом исследовании ученые изучили антибиотико-резистентные штаммы бактерий клебсиеллы. Это наиболее распространенные виды карбапенем устойчивых энтеробактерий в Соединенных Штатах. Карбапенемы являются самыми современными антибиотиками. Энтеробактерии развивают устойчивость почти ко всем антибиотикам. Однако, есть надежда справиться с ними. Команда микробиологов впервые расшифровала весь геном штамма Klebsiella pneumoniae и область, обеспечивающую устойчивость, кодированную в гене «Металло-бета-лактамаза из Нью-Дели; фермент — NDM-1».
«После расшифровки генома мы обнаружили большое количество устойчивых к антибиотикам генов. Простое секвенирование этого генома разблокировало хранилище информации о том, как гены перемещаются между бактериями и как двигаются ДНК внутри хромосомы», – утверждает Kelly Williams (Келли Уильямс).
Оказывается, Клебсиелла пневмонии имеет одну большую хромосому и четыре плазмиды (небольшие молекулы ДНК), способные реплицироваться независимо от хромосомной ДНК бактериальной клетки. В основном, плазмиды несут на себе устойчивые к антибиотикам гены и другие защитные механизмы.
Исследователи обнаружили, что бактерии клебсиеллы пневмонии кодируют 34 отдельных фермента, устойчивых к антибиотикам, а также эффлюксные насосы, которые придают бактериям резистентность. Они также определили несколько механизмов, которые позволяют клеткам мобилизовать гены устойчивости, как в пределах одной клетки, так и между клетками.
Клебсиелла пневмонии использует эти механизмы для перемещения генов, таких как трансзоны и геномные острова, элементы мобильных ДНК, которые позволяют генам перемещаться между организмами. Применяя существующие методы биоинформатики для обнаружения геномных островков, ученые нашли новый класс островков, которые раньше не обнаруживались. Тем не менее, бактерия имеет еще очень много способов, чтобы развить резистентность к антибиотикам.
«Результаты нашего исследования будут полезными в разработке новых классов антибиотиков, к которым бактерии не смогут развить резистентность», – утверждают ученые.
ПОДРОБНЕЕ В НАУЧНОЙ СТАТЬЕ:
Hudson, Corey M.; Bent, Zachary W.; Meagher, Robert J.; Williams, Kelly P. (2014) Resistance Determinants and Mobile Genetic Elements of an NDM-1-Encoding Klebsiella pneumoniae Strain // PLoS ONE – vol. 9 (6) – p. 14
Врач кардиолог, терапевт, врач функциональной диагностики АО «СЗЦДМ» (г. Санкт-Петербург), редактор и автор статей
