Открыта роль бактериофагов в появлении супербактерий
Фото:
Медицина будущего

Открыта роль бактериофагов в появлении супербактерий

Впервые ученые обнаружили, что бактериофаги – крошечные вирусы, атакующие бактерии – играют ключевую роль в запуске быстрой бактериальной эволюции, которая приводит к появлению устойчивых к воздействию антибиотиков «супербактерий». Оказывается, вопреки господствующей теории микробиологии, процесс адаптации и диверсификации в колониях бактерий начинается не с гомогенной клоновой популяции.

Специалисты Питтсбургского университета с удивлением обнаружили, что причина начала эволюции бактерий — не случайная мутация, а фаги, которых обычно воспринимали как простых паразитов. «Фактически, паразит стал оружием, — сказал старший автор исследования Вон Купер, профессор микробиологии и молекулярной генетики. — Фаги вручали победителям орудия победы. То, что убивает более чувствительные бактерии, дает преимущество другим».

Благодаря быстрому росту штаммы бактерий адаптируются — приобретают новые свойства или сопротивляемость антибактериальным препаратам — очень быстро, за несколько дней, пишет Phys.org. Исследователи сравнили бактериальные инфекции, развивающиеся в больницах, с кинофильмом, который включили на середине. Как опоздавшие зрители, которые пытаются реконструировать события фильма с середины, врачи принимают решения о лечении на основании статических срезов состояния, в котором пациент был госпитализирован. И возможности отмотать кино к началу, чтобы проверить верность своих догадок, нет.

Новое исследование показывает, что эволюция бактерий и бактериофагов часто идут рука об руку, особенно на ранних стадиях инфекции. Это многоуровневый процесс, в котором фаги и бактерии объединены в хаотическом танце, постоянно взаимодействуя и развиваясь.

Проследив изменения генетических последовательностей шести бактериальных штаммов в кожной инфекции свиней, ученые обнаружили, что фаги безудержно перепрыгивали с одной бактерии-носителя к другой — даже клоны, не дающие эволюционного преимущества, имели в геноме фаги. У большинства же было более одного фага, интегрированного в генетический материал — два, три или даже четыре.

Описание разнообразия каждой бактериальной инфекции позволит специалистам реконструировать историю и отследить сложные пути эволюции бактерий, чтобы найти лучшие методы терапии, уверены авторы исследования. Кроме того, это стимулирует рост интереса к использованию бактериофагов для лечения резистентных инфекций.

Пару лет назад военные исследователи из США разработали методику для быстрого подбора вируса-бактериофага, нацеленного на уничтожение конкретных бактерий. Эксперименты подтвердили, что она подходит даже для уничтожения устойчивых к антибиотикам штаммов.