Бактерии живущих с людьми лемуров оказались устойчивы к антибиотикам

The Penguins of Madagascar / Nickelodeon, 2008–2012

Биологи сравнили лемуров из десяти мест с разной степенью влияния человека и секвенировали ДНК их кишечной микробиоты. Оказалось, у лемуров, которые сильнее связаны с человеком (домашних питомцев или содержащихся в ветеринарных центрах), наблюдается больше генов устойчивости к антибиотикам. Кроме того, исследователи просеквенировали и ДНК микробиома почвы. В обоих бактериальных сообществах самыми распространенными оказались гены устойчивости к тетрациклину. Исследование опубликовано в журнале Frontiers in Ecology and Evolution.

Первый антибиотик — пенициллин — появился почти сто лет назад и сразу же стал главным прорывом в фармакологии. В том числе во время Второй мировой войны пенициллином лечили пациентов с разнообразными бактериальными заболеваниями: пневмонией, сифилисом, гангреной, что помогло спасти огромное количество жизней. Уже тогда биологи начали придумывать и новые антибиотики, которые сейчас стали самой эффективной терапией для многих опасных заболеваний.

Однако с развитием этих средств стали эволюционировать и сами патогенные бактерии. Случайно приобретая гены, которые позволяли стать устойчивыми к антибиотикам, патогены сильно выигрывали у своих соседей в естественном отборе и закреплялись в сообществах. Кроме того, такие гены бактерии могут передавать друг другу при помощи горизонтального переноса — обмена участками ДНК, о котором мы писали в материале «Поверх барьеров». Сейчас ученые пытаются бороться с новыми устойчивыми бактериями, но еще в 2015 году открыли ген устойчивости к последнему «антибиотику запаса» — то есть уже в скором времени нам стоит ожидать появления инфекций, которые нельзя вылечить ни одним из антибиотиков.

При этом гены устойчивости распространяются не только среди бактерий человека, но и могут попадать в дикую природу. Устойчивые бактерии через пищу или отходы попадают в микробные сообщества животных, почвы или другие системы, где могут закрепиться или передать свои гены устойчивости другим микроорганизмам. Этот процесс нарушает естественные микробные сообщества и также способствует передаче устойчивых бактерий из них обратно человеку. 

Исследователи из университета Дьюка в США под руководством Салли Борнбуш (Sally L. Bornbusch) проверили, как распространение генов устойчивости к антибиотикам затронуло микробное сообщество кишечника лемуров в зависимости от степени влияния человека на них. Для этого биологи собрали образцы фекалий (и микробиомов вместе с ними) у лемуров, живущих в десяти типах мест: семи, где лемуры живут на воле, из двух центров спасения лемуров и у питомцев из нескольких домов. Далее места получили оценки по степени влияния человека по критериям: наличию в них домашних животных или скота, наличию людей, контакту лемуров с людьми и лечению лемуров антибиотиками. В этих местах также собрали образцы почвенных микробиомов.

После этого из образцов почвы и фекалий выделили геномную ДНК бактерий, которую полностью секвенировали. Из геномов выделили гены устойчивости к антибиотикам и посчитали их относительное количество и разнообразие в каждом образце. Из образцов ста лемуров 89 содержали гены устойчивости. При этом у лемуров, которые содержались в неволе (в качестве домашних животных или в центрах), оказалось больше генов устойчивости, чем у других (p<0,05). При этом степень влияния человека коррелировала с количеством генов.

Из всех антибиотиков больше всего (56 ± 36 процентов) генов давали бактериям устойчивость к тетрациклину, входящему в список важнейших лекарственных средств ВОЗ. Также значительными оказались вклады генов устойчивости к ванкомицину, бета-лактаму, аминогликозиду, макролиду и гены множественной устойчивости (от трех до восьми процентов).

Из четырех проанализированных образцов почвенных микробиомов, самая большая доля генов устойчивости к антибиотикам оказалась, соответственно гипотезе, в месте с наибольшим вмешательством человека. В почвенном микробиоме также преобладали гены устойчивости к тетрациклину. Из семейств генов, преобладающих у лемуров, в почве не было лишь ванкомицина и генов множественной устойчивости. Связь генов устойчивости бактерий почвы и кишечников статистически подтвердить не удалось (возможно, из-за небольшого количества образцов).

В последнее время все больше статей свидетельствуют о распространении генов устойчивости к антибиотикам. Например, недавно биологам удалось показать, что за пять лет устойчивые бактерии смогли добраться от Индии до Арктики. Предположительно, микроорганизмы попали на архипелаг вместе с перелетными птицами, которые зимуют на Британских островах, либо их могли привезти люди, а разнесли по острову песцы, которые копаются в отбросах в поселениях.

Анна Муравьева

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.