Антибиотики спасают жизни, но их использование также способствует развитию и распространению устойчивых к
Timski eksperimenti tako su se dugo pokazaliIzloženost jednoj vrsti antibiotika u osnovi "nanosi" bakterije. Ovaj učinak povećava vjerojatnost da će bakterije postati otporne na dodatne antibiotike čak i ako nisu izložene daljnjem izlaganju lijekovima, a također pomažu soju da zadrži ove znakove otpornosti nekoliko generacija.
“Čini se da su učinci antibiotikaneizravno odabire stabilnije sustave otpornosti na antibiotike. Stabilniji sustav u soju povećava vjerojatnost da će se steći otpornost na više antibiotika."
Benjamin Kerr, profesor biologije na Sveučilištu W
Njihovi rezultati također pokazuju kako izlaganjeantibiotici utječu na evolucijsku dinamiku bakterija. To može pomoći objasniti ne samo porast otpornosti na višestruke droge u bakterijama, već i kako se otpornost na antibiotike održava i distribuira u okolišu: u medicinskim ustanovama, u tlu iz otjecanja poljoprivrede, čak i dugo nakon prestanka izloženosti antibioticima.
Istraživači su testirali uobičajeni mehanizamširenje rezistencije na antibiotike u plazmidima. Riječ je o prstenastim lancima DNK koji mogu sadržavati mnoge vrste gena, uključujući gene otpornosti na antibiotike. Bakterije lako izmjenjuju plazmide čak i između vrsta. Ipak, plazmidi imaju svoje nedostatke, a prošla istraživanja pokazala su da ih bakterije lako gube.
„Iako možda nosekorisnih gena, plazmidi također mogu interferirati s mnogim vrstama procesa unutar bakterijske stanice, poput metabolizma ili replikacije DNA. Stoga znanstvenici općenito smatraju da su plazmidi skupi i opterećujući stanicu domaćina.”
Hannah Jordt, glavna autorica biološke studije
Sveučilišni tim surađivao je s E. ćelijamacoli koja sadrži tetraciklinski rezistentni plazmid i stanice Klebsiella pneumoniae koje sadrže plazmid otporan na kloramfenikol. Oba domaćina, koja ranije nisu uzgajana u prisutnosti antibiotika, nisu pokazala veliku predanost svojim plazmidima. Nakon devet dana u mediju bez antibiotika, udio Klebsiella koji još uvijek sadrži plazmid smanjio se na manje od 50%. Za E. coli - manje od 20% zadržalo je svoj plazmid.
Kada su istraživači izložili sojeveantibiotika, uzgajajući svaki od njih 400 generacija u svom odgovarajućem antibiotiku, sojevi su pokazali veći afinitet prema njihovim plazmidima čak i nakon uklanjanja prijetnje antibioticima. Nakon devet dana u mediju bez antibiotika, više od polovice E. coli i Klebsiella stanica zadržano je s odgovarajućim plazmidom.
“Naravno, stanice su trebale svojeplazmide koji im pomažu da prežive izloženost antibioticima. Ali čak i nakon što smo uklonili ovaj selektivni pritisak, oba su soja zadržala svoje plazmide na značajno višim razinama nego prije izlaganja antibioticima."
Hannah Jordt, glavna autorica biološke studije
Pored toga, i drugi su pokusi to pokazaliizloženost antibioticima povećala je pojavu višestruke rezistencije Klebsiella. Čak i bez izloženosti antibioticima, Klebsiella pneumoniae može steći nekoliko plazmida. Na primjer, kada su istraživači okupili sojeve koji su nosili plazmide koji nisu sadržavali antibiotike, Klebsiella i E. coli, mali dio Klebsiella postao je otporan na lijekove, zadržavši svoj rezistentni na kloramfenikol plazmid i nabavili plazmid rezistentan na tetraciklin iz E. coli. No, kad su istraživači ponovili eksperiment pomoću bakterija izloženih antibioticima, otkrili su Klebsiella otprilike 1000 puta veću otpornost na antibiotike.
Samo preliminarno dugoročno izlaganjejedan antibiotik - kloramfenikol - povećao je vjerojatnost da će Klebsiella rezistentna na kloramfenikol nabaviti tetraciklinski rezistentni plazmid iz Escherichia coli u mediju bez antibiotika. Osim toga, eksperimenti tima su također pokazali da kada se stanice otporne na antibiotike kasnije uzgajaju u okruženju bez antibiotika, izloženi Klebsiella kloramfenikol lakše se zadržavaju oba rezistentna plazmida.
Istraživači kažu da evolucija možeobjasniti i otpornost na antibiotike rezistentne plazmide i porast rezistentnosti na lijek Klebsiella: izlaganje sojeva odgovarajućem antibiotiku odabranom za mutacije u njihovim genima kako bi se minimizirao sukob između plazmida i domaćina, što čini manje skupo održavanje tog plazmida kao i drugi.