Против бактерий мы используем антибиотики, но бактерии вырабатывают к ним устойчивость. Это эволюция в действии: у всех живых организмов в ДНК накапливаются изменения-мутации, у бактерий же мутации появляются очень быстро, среди прочего потому, что они быстро размножаются.
Мутации могут быть вредными, нейтральными или полезными, помогающими выжить в непростых условиях. И если популяции бактерий приходится иметь дело с антибиотиком, то выживут среди них те, которые могут с этим антибиотиком что-то сделать, например, как-то его расщепить или быстро выкачать из клетки наружу. Выжившие бактерии будут размножаться и дальше, и в итоге у нас появится популяция, устойчивая к антибиотику (или к антибиотикам – устойчивость может возникать сразу к нескольким лекарствам).
Более того, бактерии могут обретать устойчивость «экспрессом», заимствуя нужные генетические модификации у других бактерий с уже готовой устойчивостью. Происходит это благодаря горизонтальному переносу генов: клетки получают фрагмент чужой ДНК либо в ходе сложного взаимодействия друг с другом, либо просто из окружающей среды, подбирая куски ДНК, вышедшие наружу после гибели и разрушения других клеток. Таким способом бактерия может получить генетическую информацию от бактерии другого вида.
Разумеется, устойчивость к антибиотикам у опасных, патогенных бактерий – это очень неприятно. Сейчас во множестве лабораторий ищут новые антибиотики, которые могут действовать на микробов, ставших нечувствительными к прежним лекарствам, и активно обсуждают экологические и медицинские причины, которые способствуют появлению таких бактерий. Но ведь среди бактерий есть не только вредные и опасные, но и полезные. И у них тоже может вырабатываться устойчивость к антибиотикам.
Авторы недавней статьи в Science Translational Medicine решили проверить, что происходит с кишечной микрофлорой у больных туберкулёзом. При туберкулёзе антибиотики принимают многие месяцы, что не может не сказаться на кишечных бактериях. Роль микрофлоры велика: она не только помогает переваривать пищу, она также регулирует иммунные реакции и не пускает в кишечник болезнетворные микробы. Соответственно, когда симбиотическая микрофлора слабеет, начинаются постоянные расстройства кишечника и кишечные воспаления, и заодно повышается риск опасных инфекций.
Однако у больных туберкулёзом по мере лечения симбиотические бактерии медленно, но верно становились устойчивыми к антибиотикам, и их число постепенно приходило в норму. Если их брали у человека и пересаживали мышам, а потом мышам давали антибиотики, то пересаженные бактерии на эти антибиотики почти никак не реагировали – то есть устойчивость у них была своя, не зависящая от того, где они живут. (Соответствующие изменения обнаружились и в их ДНК.) И что самое важное, симбиотические бактерии, приобретя устойчивость, начали успешно вытеснять из микрофлоры опасных, которые могли бы запустить болезнь; иными словами, «хорошая» микрофлора угнетала «плохую».
Иными словами, устойчивость к антибиотикам может быть очень кстати, если она появляется у правильных микробов. Возможно, таких бактерий можно даже специально культивировать в лаборатории, чтобы подсаживать больным, вынужденным лечиться длительными курсами антибиотиков. И в целом устойчивые «хорошие» бактерии могут пригодиться в разных медицинских и не только медицинских задачах, в которых бывает нужно преодолеть влияние плохих бактерий с устойчивостью.
Автор: Кирилл Стасевич