Ученые Гётеборгского Университета (University of Gothenburg) и Технического Университета Чалмерса (Chalmers University of Technology) показали, что разные виды бактерий могут обмениваться участками ДНК, содержащими гены устойчивости к действию антибиотиков. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications. Все больше и больше бактерий становятся резистентными, или устойчивыми к действию наиболее широко используемых антибактериальных препаратов.

Ситуация стремительно ухудшается, потому что появляются бактерии, устойчивые к действию многих или даже всех известных антибиотиков. Это явление получило название «мультирезистентность» и рассматривается как одна из наиболее значимых угроз общественному здоровью. Устойчивость к действию антибиотиков может возникать у бактерий окружающей среды и симбиотических бактерий в организме человека, а затем передаваться патогенным бактериям, которые вызывают развитие заболеваний, даже если разные виды бактерий напрямую друг с другом не контактируют. 

Большая часть переноса генов между бактериями происходит с помощью так называемых конъюгированных плазмид, которые являются частью ДНК бактерий. Плазмида может существовать и размножаться только внутри клетки, используя естественные биохимические механизмы клетки, но также может быть передана в другую бактериальную клетку. В своей работе исследователи сосредоточились на изучении плазмид группы IncP-1, которые, как известно, являются носителями генов устойчивости к антибиотикам. С помощью современных методов исследования ДНК удалось установить происхождение разнообразных IncP-1 плазмид и выявить их перемещения между разными видами бактерий. «Результаты нашего исследования показывают, что плазмиды из группы IncP-1 могут функционировать в клетках бактерий разных видов. Кроме того, эти плазмиды способны перекомпоновываться, то есть каждую плазмиду можно рассматривать как пазл из генов, каждая часть которого также приспособилась к работе в разных бактериальных клетках», — говорит один из авторов работы, Питер Норберг (Peter Norberg). Полученные данные указывают на хорошую приспособляемость плазмид и предполагают, что они могут относительно свободно перемещаться и размножаться в большом количестве разных видов бактерий. 

«Плазмиды IncP-1 — очень эффективное средство переноса генов устойчивости к антибиотикам между различными видами бактерий. Именно поэтому не имеет большого значения, в каких условиях окружающей среды, в какой части мира или у какого именно вида бактерий возникает устойчивость к действию антибиотиков. Гены резистентности могут относительно просто передаться от бактерий в окружающей среде бактериям-возбудителям заболеваний человека с помощью плазмид IncP-1или других типов плазмид, обладающих похожими свойствами», — объясняет руководитель работы профессор Мальте Германссон (Malte Hermansson). 

Недавно стало известно, что плазмиды играют важную роль в распространении устойчивости к антибиотикам среди бактерий. Результаты нового исследования показывают, что плазмиды IncP-1 как многие тысячи лет назад, так и в настоящее время перемещаются между бактериями различных видов, а также взаимодействуют друг с другом, что повышает вероятность распространения генов устойчивости к действию антибиотиков. По материалам: University of Gothenburg. Оригинальная статья: Peter Norberg, etc. The IncP-1 plasmid backbone adapts to different host bacterial species and evolves through homologous recombination. Nature Communications, 2011; 2: 272 DOI: 10.1038/ncomms1267. Рисунок: Плазмиды, несущие гены устойчивости к действию антибиотиков и находящиеся в разных бактериях, могут встречаться и обмениваться генетическим материалом. В результате появляются рекомбинантные плазмиды, содержащие гены, работающие в разных бактериальных клетках. Это способствует дальнейшей адаптации и мобильности, а, следовательно, распространению устойчивости к антибиотикам среди бактерий разных видов (Иллюстрация: Björn Norberg).