Устойчивость к антибиотикам у E. coli развивается в процессе лечения пациента
Учёные зафиксировали примечательный случай, когда у критически больного пациента развилась устойчивость к антибиотикам во время лечения инфекции кровотока, вызванной E. coli. Они предоставили доказательства на геномном уровне того, как может возникать резистентность к лекарствам в режиме реального времени.
Это новое исследование, проведённое под руководством Ливерпульской школы тропической медицины (LSTM) и [опубликованное](https://www.microbiologyresearch.org/content/journal/jmm/10.1099/jmm.0.002018) в Journal of Medical Microbiology, описывает быструю эволюцию устойчивости у штамма E. coli, подвергшегося воздействию пиперациллин/тазобактама (TZP). Это антибиотик первого ряда для лечения серьёзных бактериальных инфекций, который сочетает антибиотик с соединением, подавляющим бета-лактамазы — широко распространлённый ген устойчивости к антибиотикам.
Хотя первоначальная инфекция казалась поддающейся лечению, бактерии быстро выработали механизм, позволяющий им избежать воздействия препарата. Они сделали это не путём приобретения новых генов устойчивости, а путём усиления уже имеющегося гена, преодолевая действие ингибитора резистентности.
Доктор Томас Эдвардс, исследователь из Центра лекарственных средств и диагностики LSTM и соавтор исследования, сказал: «Это яркий пример эволюции устойчивости под воздействием антибиотиков». «Мы выявили десятикратное увеличение копий ключевого гена устойчивости в бактериальном изоляте, что привело к 32-кратному увеличению количества антибиотика, необходимого для уничтожения бактерий, что в итоге привело к неэффективности лечения, и всё это в течение болезни одного пациента».
Исследовательская группа, в которую входили учёные-геномики, микробиологи и врачи из Ливерпульских клинических лабораторий, фонда больницы Ливерпульского университета и Университета Стратклайда, использовала секвенирование всего генома с высоким разрешением, чтобы подтвердить генетические изменения.
Усилившийся ген устойчивости у E. coli, названный blaTEM-1, продуцирует фермент бета-лактамазу, который разрушает антибиотик пиперациллин. Хотя комбинация препаратов TZP предназначена для ингибирования этих ферментов, их объём, образовавшийся после дупликации гена, подавил его защитное действие, что позволило инфекции сохраниться. Дальнейшие лабораторные эксперименты подтвердили, что воздействие TZP привело к тому, что E. coli выработала ещё больше копий гена.
Элис Фрейзер, студентка MRC DTP на кафедре биологии тропических болезней и ведущий автор исследования, сказала: «Этот случай подчёркивает, насколько бактерии могут быть адаптируемыми. Мы не только наблюдали быстрое развитие устойчивости, но и зафиксировали дупликации других генов, которые могут отражать более широкие адаптации, потенциально влияющие на поведение патогена внутри хозяина».
Такая форма «эволюции внутри пациента» представляет серьёзную диагностическую проблему. Рутинные тесты на устойчивость могут недооценивать риск неэффективности лечения, если они не выявляют бактерии, способные быстро увеличивать выработку ферментов под воздействием антибиотиков.
Исследование также подчёркивает, что 40% новых кандидатов в антибиотики, находящихся в стадии разработки, представляют собой комбинации ингибиторов бета-лактамаз, подобные TZP, что вызывает серьёзные опасения у разработчиков лекарств и врачей, работающих на переднем крае.
«Это исследование подчёркивает, почему полагаться на статические профили устойчивости может вводить в заблуждение», — добавил доктор Эдвардс. «Нам нужны диагностические инструменты, которые могут обнаруживать новые механизмы, такие как амплификация генов, а не только наличие или отсутствие генов устойчивости».
Выводы подчёркивают необходимость увеличения инвестиций в диагностику и инструменты наблюдения, которые могут обнаруживать динамические, трудноуловимые механизмы устойчивости до того, как они подорвут лечение.
Основываясь на этой работе, доктор Эдвардс и его коллеги проводят двухлетний проект, чтобы дополнительно изучить механизмы амплификации blaTEM-1 у E. coli и определить, можно ли эффективно предсказать этот процесс.
Предоставлено [Ливерпульской школой тропической медицины](https://phys.org/partners/liverpool-school-of-tropical-medicine/).
Другие новости по теме
- Австралийские сцинки развили молекулярный щит, чтобы противостоять смертельному змеиному яду
- Новые методы визуализации показывают, что кластеры рибосом специализируются на производстве белков
- Новое исследование проливает свет на то, как диатомовые водоросли процветают в Южном океане
- Генетическое исследование ставит под вопрос традиционные определения видов
- Google Карты обнаружили на чилийской горе странное лицо — охотники за НЛО считают, что нашли инопланетную базу
- Учёные обнаружили останки животных, живших в Арктике 75 тысяч лет назад
- Удаленная норвежская пещера — настоящий кладезь находок времён ледникового периода
- Самая дорогая вещь на Земле — это не золото или бриллианты, а крошечная молекула
- Новый мега РНК-вирус может быть ключом к массовым вымираниям устриц
- Тихоокеанские водоросли оккупируют пляжи Алжира, вытесняя людей и рыб
Другие новости на сайте
- Баланс между сопоставимостью и спецификой в показателях устойчивого развития
- BlackRock лидирует в ситуации рекордного однодневного падения на $465 миллионов в спотовых ETF на эфир в США.
- Наблюдения JWST проливают свет на природу далёкой галактики
- Прощание с BMW Z4 Final Edition: последний аккорд для родстера
- Бельгия, июль 2025: впечатляющий рост продаж Dacia и Hyundai
- ООН начинает новую попытку разработать договор по борьбе с пластиковыми отходами на фоне «глобального кризиса»
- Предложение, от которого нельзя отказаться: подход Сэйлора к биткоину
- Учёные впервые создали гидрид золота в экстремальных условиях
- Сходное с селевым потоком наводнение разрушило город в Гималаях, погибли четыре человека
- Наблюдение за ценой биткоина: формируется модель «медвежьего флага» на 4-часовом графике