تنقذ المضادات الحيوية الأرواح، لكن استخدامها يساهم أيضًا في تطور وانتشار المضادات الحيوية المقاومة للأدوية
لقد أظهرت تجارب الفريق تلك المدة الطويلةالتعرض لنوع واحد من المضادات الحيوية بشكل أساسي "البادئات" للبكتيريا. زاد هذا التأثير من احتمالية أن تصبح البكتيريا مقاومة لمضادات حيوية إضافية حتى في غياب المزيد من التعرض للأدوية ؛ كما أنه يساعد الضغط على الاحتفاظ بعلامات المقاومة هذه لعدة أجيال.
"يبدو أن آثار المضادات الحيويةيختار بشكل غير مباشر أنظمة مقاومة للمضادات الحيوية أكثر استقرارًا. إن وجود نظام أكثر استقرارًا في السلالة يزيد من احتمالية اكتساب المقاومة للمضادات الحيوية المتعددة."
بنيامين كير، أستاذ علم الأحياء في جامعة ويسكونسن
تظهر نتائجهم أيضا كيف التعرضتؤثر المضادات الحيوية على الديناميات التطورية في البكتيريا. يمكن أن يساعد هذا في تفسير ليس فقط زيادة المقاومة للأدوية المتعددة في البكتيريا ، ولكن أيضًا كيفية الحفاظ على مقاومة المضادات الحيوية وتوزيعها في البيئة: في المؤسسات الطبية ، في التربة من الجريان الزراعي ، حتى بعد فترة طويلة من انتهاء التعرض للمضادات الحيوية.
اختبر الباحثون آلية مشتركةانتشار مقاومة المضادات الحيوية في البلازميدات. هذه هي سلاسل دائرية للحمض النووي يمكن أن تحتوي على العديد من أنواع الجينات ، بما في ذلك جينات مقاومة المضادات الحيوية. تقوم البكتيريا بتبادل البلازميدات بسهولة حتى بين الأنواع. ومع ذلك ، فإن البلازميدات لها عيوبها ، وقد أظهرت الدراسات السابقة أن البكتيريا تفقدها بسهولة.
"على الرغم من أنها قد تحملالجينات المفيدة، يمكن أن تتداخل البلازميدات أيضًا مع العديد من أنواع العمليات داخل الخلية البكتيرية، مثل التمثيل الغذائي أو تكرار الحمض النووي. وبالتالي، يعتبر العلماء عمومًا أن البلازميدات باهظة الثمن ومرهقة للخلية المضيفة.
هانا جوردت، المؤلفة الرئيسية للدراسة في علم الأحياء
عمل فريق الجامعة مع الخلايا E.القولونية التي تحتوي على بلازميد مقاوم للتتراسيكلين وخلايا الالتهاب الرئوي Klebsiella التي تحتوي على بلازميد مقاوم للكلورامفينيكول. كلا المضيفين ، اللذين لم يسبق لهما نمو في وجود المضادات الحيوية ، لم يبدوا إخلاصًا كبيرًا للبلازميدات. بعد تسعة أيام في وسط خالٍ من المضادات الحيوية ، انخفضت نسبة كليبسيلا التي لا تزال تحتوي على البلازميد إلى أقل من 50٪. بالنسبة لـ E. coli - احتفظ أقل من 20٪ بالبلازميد.
عندما كشف الباحثون عن السلالاتالمضادات الحيوية ، التي تنمو كل منها لمدة 400 جيل في المضادات الحيوية الخاصة بها ، أظهرت السلالات تقاربًا أكبر للبلازميدات حتى بعد إزالة خطر المضادات الحيوية. بعد تسعة أيام في وسط خال من المضادات الحيوية ، تم الاحتفاظ بأكثر من نصف خلايا E. coli و Klebsiella مع البلازميد المقابل.
"بالطبع، تحتاج الخلايا إلىالبلازميدات لمساعدتهم على البقاء على قيد الحياة بعد التعرض للمضادات الحيوية. ولكن حتى بعد أن أزلنا هذا الضغط الانتقائي، احتفظت كلتا السلالتين بالبلازميدات بمستويات أعلى بكثير مما كانت عليه قبل التعرض للمضادات الحيوية.
هانا جوردت، المؤلفة الرئيسية للدراسة في علم الأحياء
بالإضافة إلى ذلك ، أظهرت تجارب أخرى ذلكزاد التعرض للمضادات الحيوية من حدوث مقاومة كلبسيلا متعددة. حتى بدون التعرض للمضادات الحيوية ، يمكن أن تكتسب Klebsiella pneumoniae العديد من البلازميدات. على سبيل المثال ، عندما جمع الباحثون سلالات تحمل بلازميدات لا تحتوي على مضادات حيوية ، Klebsiella و E. coli ، أصبح جزء صغير من Klebsiella مقاومًا للأدوية ، محتفظًا بالبلازميد المقاوم للكلورامفينيكول واكتسب البلازميد المقاوم للتتراسيكلين من E. coli. ولكن عندما كرر الباحثون التجربة باستخدام البكتيريا المعرضة للمضادات الحيوية ، وجدوا أن الكلبسيلا المقاوم للمضادات الحيوية يزيد بنحو 1000 مرة.
التعرض الأولي على المدى الطويل فقطزاد أحد المضادات الحيوية - الكلورامفينيكول - من احتمالية اكتساب Klebsiella المقاوم للكلورامفينيكول بلازميد مقاوم للتتراسيكلين من الإشريكية القولونية في بيئة خالية من المضادات الحيوية. بالإضافة إلى ذلك ، أظهرت تجارب الفريق أيضًا أنه عندما نمت الخلايا المقاومة للمضادات الحيوية في وقت لاحق في بيئة خالية من المضادات الحيوية ، تم الاحتفاظ بكليبسيلا كلورامفينيكول المكشوف بسهولة أكبر من قبل كل من البلازميدات المقاومة.
يقول الباحثون إن التطور يمكنشرح كل من مقاومة البلازميدات المقاومة للمضادات الحيوية وزيادة مقاومة الأدوية كليبسيلا: تعريض السلالات للمضاد الحيوي المقابل المختار للطفرات في جينوماتهم لتقليل الصراع بين البلازميد والمضيف ، مما يجعل الحفاظ على هذا البلازميد أقل تكلفة آخر.