История устойчивых к антибиотикам бактерий уходит корнями к первым наземным животным
На сегодняшний день борьба с устойчивыми к антибиотикам "супербактериями" является одной из первоочередных задач мирового здравоохранения. Ведь какие бы новейшие технологии не внедрялись в практику, последнее слово может остаться за патогеном, который не просто поставит под угрозу эффективность лечения, но может запросто унести жизнь пациента. Подливает масла в огонь тот факт, что уже известны бактерии, которые устойчивы к большинству существующих антибиотиков.
В списке наиболее распространённых "супербактерий" лидируют энтерококки. Они процветают в кишечниках практически всех наземных живых организмов. Энтерококки невероятно выносливы, они способны выдерживать долгое время без пищи и воды. Кроме того, эти патогены славятся устойчивостью к всевозможным больничным дезинфицирующим средствам.
Их эволюционная история заинтересовала исследователей во главе с Майклом Гилмором (Michael Gilmore) из Гарвардской медицинской школы. Учёные задались целью узнать, какие механизмы поспособствовали развитию устойчивости к антибиотикам у современных энтерококков. По их мнению, именно здесь могут скрываться и ключи к борьбе с опасными патогенами.
"Анализируя геном и поведение современных энтерококков, мы смогли отмотать время назад к вероятному появлению их самых ранних предшественников и по крупицам восстановить картину того, как они сформировались такими, какими мы их знаем сегодня, — рассказывает один из соавторов исследования Эшли Ёрл (Ashlee Earl) в пресс-релизе. — Понимание того, как среда, в которой живут микроорганизмы, провоцирует появление у них новых свойств, может помочь нам предсказать, как они адаптируются к действию антибиотиков, антибактериального мыла и других дезинфицирующих средств".
Итак, наша история начинается с самым рассветом жизни. Считается, что бактерии возникли около четырёх миллиардов лет назад, и с тех пор планета буквально кишела ими. Первые животные появились во время кембрийского взрыва примерно 542 миллиона лет назад и вместо того, чтобы просто потесниться, бактерии научились жить и на них. Некоторые микроорганизмы наладили взаимовыгодные симбиотические взаимоотношения с новичками, другие вызывали у них различные заболевания.
В новой работе для прослеживания истории существования энтерококков использовался метод "молекулярных часов", который позволяет определять приблизительное время эволюционного расхождения таксонов на основе анализа строения ряда биомолекул, в том числе и ДНК.
В результате учёные получили подтверждение своей гипотезы о том, что с выходом на сушу около 425-500 миллионов лет назад, животные вместе с полным набором микроорганизмов захватили с собой и энтерококков, которые были вынуждены приспосабливаться к совершенно новым условиям существования. Как оказалось, именно энтерококки преуспели в этом настолько хорошо, что теперь стали головной болью для всего медицинского сообщества.
Как сообщается в статье с результатами исследования, опубликованной в журнале Cell, в ходе эволюции новые виды энтерококков появлялись вместе с новыми видами животных, то есть с выходом живых организмов на сушу, в периоды бурного развития после массовых вымираний, и так далее.
Но именно выход на сушу стал знаковым событием в развитии их чрезвычайной устойчивости, в том числе и к антибиотикам в современных условиях. Дело в том, что кишечные бактерии морских животных постоянно попадают в воду и оседают на дно, где поглощаются червями, моллюсками и прочими мусорщиками. После этого они поднимаются вверх по пищевой цепи (от жертвы к хищнику) и круг замыкается. Но на суше, выделившиеся вместе с каловыми массами микроорганизмы должны ещё суметь выжить в условиях дефицита влаги, агрессивной воздушной среды и прочих обстоятельств, чтобы продолжать успешно существовать.
Исследователи заключают, что необходимые для довольно экстремального выживания гены появились у энтерококков четыре-пять сотен лет назад. Именно они и станут объектами дальнейших изысканий учёных, которые надеются обнаружить в них ключ к победе над "супербактериями".
