Антибиотики спасают жизни, но их использование также способствует развитию и распространению устойчивых к
Ryhmäkokeet ovat osoittaneet niin kauanaltistuminen yhdelle tyypille antibiooteille, ”pohjustaa” bakteereja. Tämä vaikutus on lisännyt todennäköisyyttä, että bakteerit muuttuvat vastustuskykyisiksi lisäantibiooteille myös ilman lääkkeiden altistumisen jatkamista; se myös auttaa kantaa säilyttämään nämä resistenssimerkit useiden sukupolvien ajan.
«Воздействие антибиотиков, по-видимому, косвенным образом выбирает более стабильные системы устойчивости к антибиотикам. Более стабильная система в штамме увеличивает вероятность того, приобретется устойчивость к множественным антибиотикам».
Бенджамин Керр, профессор биологии UW
Heidän tuloksensa osoittavat myös kuinka altistuminenantibiootit vaikuttavat bakteerien evoluutiodynamiikkaan. Tämä voi auttaa selittämään paitsi bakteerien monilääkeresistenssin lisääntymisen, myös sen, kuinka antibioottiresistenssi ylläpidetään ja jakautuu ympäristössä: lääketieteellisissä laitoksissa, maatalouden valuma-alueiden maaperässä, jopa kauan sen jälkeen, kun antibioottialtistus on päättynyt.
Tutkijat testasivat yhteistä mekanismiaantibioottiresistenssin leviäminen plasmideissa. Nämä ovat rengas-DNA-ketjuja, jotka voivat sisältää monentyyppisiä geenejä, mukaan lukien antibioottiresistenssigeenit. Bakteerit vaihtavat helposti plasmideja jopa lajien välillä. Siitä huolimatta plasmideilla on haittoja, ja aiemmat tutkimukset ovat osoittaneet, että bakteerit menettävät ne helposti.
«Несмотря на то, что они могут нести полезные гены, плазмиды могут также вмешиваться во многие типы процессов внутри бактериальной клетки, такие как метаболизм или репликация ДНК. Таким образом, ученые обычно считают плазмиды дорогостоящими и обременительными для клетки-хозяина».
Ханна Джордт, ведущий автор исследования в области биологии
Yliopiston tiimi työskenteli E. solujen kanssacolit, jotka sisältävät tetrasykliiniresistentin plasmidin, ja Klebsiella pneumoniae -solut, jotka sisältävät kloramfenikoliresistentin plasmidin. Molemmat isännät, joita ei aiemmin ollut kasvatettu antibioottien läsnä ollessa, eivät osoittaneet suurta omistautumista plasmidilleen. Yhdeksän päivän jälkeen antibioottittomassa väliaineessa Klebsiellan osuus, joka edelleen sisälsi plasmidin, laski alle 50%: iin. E. colilla - alle 20% säilytti plasmidinsa.
Kun tutkijat paljastivat kannatantibiootit, kasvattamalla kutakin niistä 400 sukupolvea vastaavassa antibioottissaan, kannot osoittivat suuremman affiniteetin plasmidiinsa myös sen jälkeen, kun antibioottien uhka oli poistettu. Yhdeksän päivän jälkeen antibioottittomassa väliaineessa yli puolet E. coli- ja Klebsiella-soluista pidettiin vastaavalla plasmidilla.
«Конечно, клетки нуждались в своих плазмидах, чтобы помочь им пережить воздействие антибиотиков. Но даже после того, как мы сняли это избирательное давление, оба штамма сохранили свои плазмиды на значительно более высоких уровнях, чем они имели до воздействия антибиотиков».
Ханна Джордт, ведущий автор исследования в области биологии
Lisäksi muut kokeet osoittivat senaltistuminen antibiooteille lisäsi moninkertaisen Klebsiella-resistenssin esiintymistä. Jopa ilman antibioottialtistusta, Klebsiella pneumoniae voi hankkia useita plasmideja. Esimerkiksi, kun tutkijat yhdistivät kantoja, jotka kantoivat plasmideja, jotka eivät sisältäneet antibiootteja, Klebsiellaa ja E. colia, pieni osa Klebsiellasta tuli lääkeresistenssiksi, säilyttäen kloramfenikoliresistentin plasmidinsa ja hankkinut tetrasykliiniresistentin plasmidin E. colista. Mutta kun tutkijat toistivat kokeen käyttämällä bakteereja, jotka altistettiin antibiooteille, he löysivät noin 1000 kertaa enemmän antibioottiresistenttejä Klebsiella-bakteereja.
Vain alustava pitkäaikainen altistuminenyksi antibiootti - kloramfenikoli - lisäsi todennäköisyyttä, että kloramfenikoliresistentti Klebsiella hankkii tetrasykliiniresistentin plasmidin Escherichia colista elatusaineessa, joka ei sisällä antibiootteja. Lisäksi ryhmän kokeet osoittivat myös, että kun antibioottiresistenttejä soluja kasvatettiin myöhemmin antibioottittomassa ympäristössä, paljastuneet Klebsiella-klooramfenikolit pysyivät helpommin molemmilla resistentteillä plasmideilla.
Tutkijoiden mukaan evoluutio voiselitä sekä antibioottiresistenttien plasmidien resistenssi että Klebsiellan lääkeresistenssin lisääntyminen: altistamalla kanat vastaavalle antibiootille, joka valitaan niiden genomien mutaatioille, plasmidin ja isännän välisen ristiriidan minimoimiseksi, mikä tekee tämän plasmidin ylläpitämisestä halvemman ja muut.