Ученые из Университета Эксетера (University of Exeter) обнаружили, что рост бактерий можно стимулировать антибиотиками. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Nature Ecology & Evolution.
Материалы и методы исследования
В исследовании участвовали пациенты с бактериями E.coli, которые прошли восемь циклов лечения антибиотиками. Исследователи обнаружили, что лечение вызывало сильную боль в животе, диарею и почечную недостаточность. У людей с каждым циклом увеличивалась устойчивость к антибиотикам.
Результаты научной работы
Ученые были удивлены, обнаружив, что мутирующая кишечная палочка воспроизводилась быстрее, чем до лечения антибиотиками. Когда исследователи прекратили использование препарата, эволюционные изменения не исчезли, а новые способности остались.
“Наше исследование позволяет предположить, что у бактерий E.coli развивается устойчивость к клиническим уровням антибиотиков”, – говорит автор исследования, профессор Роберт Беардморе (Robert Beardmore). “Часто говорят, что дарвиновская эволюция идет медленно, но это далеко от истины, особенно когда бактерии подвергаются лечению антибиотиками».
Бактерии обладают замечательной способностью изменять свое ДНК, и это может повлиять на действие препаратов, иногда в течение нескольких дней. В то время как быстрое изменение ДНК может быть опасным для человеческой клетки, для бактерии E. Coli это может иметь множество преимуществ.
Исследователи проверили действие антибиотика доксициклина на E.coli в рамках изучения изменений ДНК. Ученые измененную кишечную палочку замораживали при – 80°С и использовали генетические последовательности, чтобы выяснить, какие изменения ДНК ответственны за необычные эволюции. Некоторые изменения были замечены у клинических пациентов, такие как Е. coli удаляли антибиотики из клетки. Еще одно изменение – это потеря ДНК.
“Мы предполагаем, что потеря части ДНК останавливает E.coli от самоуничтожения, таким образом, поэтому мы видим так много бактериальных клеток”, – сказал Карлос Ридинг-Роман (Carlos Reding-Roman). “Это создает эволюционную силу для изменения в двух областях генома E.coli. Как правило, саморазрушение может помочь бактериям колонизировать поверхности за счет производства биопленок. Вы можете увидеть биопленки в грязной раковине. Но наше исследование использовало кровь, так что Е. coli может отказаться от биопленки в пользу увеличения производства клеток”.
Марк Хьюлетт (Mark Hewlett) добавляет: “Говорят, что развитие лекарственной устойчивости не происходит при высоких дозах, но наша работа показывает, что бактерии могут измениться таким образом, что препараты не помогут в лечении определенных типов инфекции. Это показывает, как важно быстрее использовать правильный антибиотик”.
Авторы другого исследования также заявили, что сокращенная схема лечения не уменьшает устойчивость к антибиотикам.
Подробнее в научной статье:
Reding-Roman C. et al. The unconstrained evolution of fast and efficient antibiotic-resistant bacterial genomes //Nature Ecology & Evolution. – 2017. – Т. 1. – С. 0050.
Для отправки комментария необходимо войти на сайт.