Королевская битва: как бактерии борются с антибиотиками и повышают ставку в химической войне

Неадекватная разработка новых антибиотиков и рост устойчивости бактерий к существующим противомикробным препаратам – это двойные силы, которые еще больше подталкивают мир к постантибиотической эре.

Это была 80-летняя война, битва, которую вели бактерии против химического оружия, разработанного для уничтожения инфекций, – и на многих фронтах бактерии одержали верх. Несмотря на микроскопические размеры и отсутствие мозга, они знают, как победить в войне сопротивления.

Команда исследователей из Weill Cornell Medicine в Нью-Йорке и Центра молекулярной бактериологии и инфекций MRC в Имперском колледже Лондона в первую очередь занялась тем, как бактерии стали устойчивыми. Они деконструировали генетические стратегии бактерий и другие тактики выживания, которые, по их мнению, могут проложить путь к новым типам антибиотиков , сохранив при этом многие из существующих.

Письмо в области переводческой медицины , д-р. Сара Шредер, Жюльен Вобурже и Карл Натан нарисовали ужасный, но обнадеживающий портрет, поскольку они демистифицировали устойчивость к антибиотикам и определили, как бактерии приобретают способность препятствовать тому, что ранее было смертельным.

Ключ к их анализу – пролить свет на тонкости устойчивости к противомикробным препаратам. Они проводили различие между наследственной устойчивостью – приобретением генов, придающих устойчивость, и другим типом, называемым фенотипической устойчивостью к противомикробным препаратам. Последнее относится к обратимой форме лекарственной устойчивости, не связанной с генами.

По словам авторов, устойчивость к лекарствам является одним из нескольких способов защиты от инфекционных заболеваний, число которых растет. «Помимо нашей иммунной системы, нашими основными средствами защиты от инфекционных заболеваний являются антибиотики, вакцины, санитария, питьевая вода, здоровое питание и инфраструктура общественного здравоохранения. Все это дает сбой в различных частях мира», – писали они.

«Одна ключевая защита – использование антибиотиков – начинает терпеть неудачу во всем мире из-за роста устойчивости к антибиотикам, которая угрожает подорвать медицинскую практику», – добавили они.

Нигде в инфекционных болезней имеет борьба с сопротивлением был более стойким , чем в продолжающейся борьбе с туберкулезом, который стал с множественной лекарственной устойчивостью бичом во многих частях мира , несмотря на улучшение схем лечения и программ по обеспечению соблюдения лекарств. Фенотипическая устойчивость к противомикробным препаратам была проблемой при ТБ.

Фенотипическая резистентность к противомикробным препаратам может возникать при различных обстоятельствах, и иногда ее бывает трудно отличить от генетически обусловленной устойчивости. Например, фенотипическая устойчивость может возникать случайным образом, что означает, что она развивается случайным образом и имеет случайный характер распределения.

Микробиологи также называют этот тип устойчивости «спонтанным постоянством» и «стохастическим переключением». Но есть и другие причины фенотипической устойчивости, которые, кроме того, могут возникать в результате воздействия бактерий в условиях измененной окружающей среды, таких как кислородное голодание, подкисление, окислительный стресс, иммунные реакции хозяина и сублетальные концентрации антибиотиков. Как оказалось, фенотипическая устойчивость к антибиотикам встречается чаще, чем генетическая.

Новый анализ, проведенный Шредером и ее коллегами, охватывает годы накопленных данных о нюансах лекарственной устойчивости – явления, которое оказалось смертельным для бесчисленного количества пациентов по всему миру.

«Предотвращение смерти от устойчивости к противомикробным препаратам потребует использования новых знаний не только о генетической устойчивости к противомикробным препаратам, обусловленной горизонтальным переносом генов или мутациями de novo, но также и о фенотипической устойчивости к противомикробным препаратам, которая не имеет стабильной наследственной основы», – написал Шредер.

Тем не менее, она и ее коллеги не первые, кто бьет тревогу по поводу устойчивости к антибиотикам, и уж точно не последние.

В 2018 году Всемирная организация здравоохранения объявила устойчивость к антибиотикам одной из самых серьезных угроз для глобального здоровья, продовольственной безопасности и развития сегодня. По словам представителей агентства, растущее число инфекций, таких как пневмония, туберкулез, гонорея и сальмонеллез, становится все труднее лечить, потому что устойчивые микробы сделали антибиотики менее эффективными.

Примерно через год после этого отчета ВОЗ выпустила еще один. В 2019 году агентство потребовало «незамедлительных, скоординированных и амбициозных действий» для предотвращения потенциально катастрофического кризиса лекарственной устойчивости. По прогнозам агентства, если проблема не будет решена, к 2050 году лекарственно-устойчивые заболевания могут стать причиной 10 миллионов смертей в год.

По оценкам ВОЗ, в настоящее время ежегодно около 700 000 человек умирают из-за лекарственной устойчивости, включая 230 000 человек, которые умирают от туберкулеза с множественной лекарственной устойчивостью.

Но в своем подробном анализе Шредер и ее команда настаивают на том, что новые идеи в области биологии лекарственной устойчивости, а также технологические достижения, которые находятся в стадии разработки, могут помочь медицинскому сообществу «вернуть утраченные позиции».

Ключевой особенностью устойчивости к противомикробным препаратам является способность бактериальной популяции расти в присутствии антибиотика. Невосприимчивость к наркотикам существенно изменила сценарий для людей, которые 80 лет назад ненадолго задумались, что победили бактерии с помощью химического оружия. Но история устойчивости к лекарствам долгая и опасная, как говорят некоторые ученые.

Фенотипическая устойчивость к противомикробным препаратам, основная направленность отчета Шредера, не новый термин, и часто рассматривается в научной литературе как синоним фенотипической толерантности, которая, по словам Шредера и ее коллеги, была термином, который преобладал в течение многих лет после ее появления. введение в 1986 году. Однако обоим этим терминам предшествовало слово «персистеры», появившееся в 1944 году, вскоре после того, как пенициллин стал всемирным чудо-лекарством.

Никто не был лучше знаком с персистерами – бактериями, которые не умирают, несмотря на высокие концентрации антибиотиков, – чем британский врач и микробиолог Александр Флеминг, открывший пенициллин. «Сделать микробы устойчивыми к пенициллину в лаборатории несложно, и то же самое время от времени происходило в организме», – сказал Флеминг в 1945 году, когда он получил Нобелевскую премию, которую он разделил с двумя другими британскими исследователями пенициллина, Говардом Флори и Эрнстом. Сеть. Хотя Флеминг знал, что сопротивление возможно, он не подозревал, что оно само по себе станет огромной медицинской проблемой.

«Чтобы искоренить генетическую устойчивость к противомикробным препаратам в корне, нам нужно понять фенотипическую устойчивость к противомикробным препаратам, которая встречается чаще, чем генетическая», – написал Шредер. «Утверждение, что фенотипическая резистентность к противомикробным препаратам встречается чаще, чем генетическая, клинически оправдано преобладанием фенотипически резистентных бактерий в биопленках и присутствием биопленок во многих клинических условиях».

Биопленка – это толстый архитектурный ансамбль микробных клеток, который образует оболочку, похожую на раковину, со слоем слизи. Единственная биологическая цель – защитить бактериальную колонию внутри, позволяя ей процветать. Биопленки наиболее опасны, когда они проникают в клетки человека, защищая бактерии от антибиотиков.

услуги нутрициологаАвтор сайта и статей: Наталья Степанова, нутрициолог-психолог, консультант по питанию и коррекции веса. Подробнее обо мне

Я в соц. сетях: Vk, Instagram.

Рейтинг
Еще статьи нутрициолога:
Adblock
detector