Os antibióticos salvam vidas, mas seu uso também contribui para o desenvolvimento e disseminação de
As experiências em equipe mostraram que há muito tempoa exposição a um tipo de antibiótico essencialmente "inicia" a bactéria. Esse efeito aumentou a probabilidade de as bactérias se tornarem resistentes a antibióticos adicionais, mesmo na ausência de exposição adicional ao medicamento, além de ajudar a tensão a reter esses sinais de resistência por várias gerações.
"A exposição a antibióticos parece selecionar indiretamente sistemas de resistência a antibióticos mais estáveis.Um sistema mais estável na cepa aumenta a probabilidade de adquirir resistência a múltiplos antibióticos."
Benjamin Kerr, professor de biologia da UW
Seus resultados também mostram como a exposiçãoantibióticos afeta a dinâmica evolutiva das bactérias. Isso pode ajudar a explicar não apenas o aumento da resistência a múltiplas drogas em bactérias, mas também como a resistência a antibióticos é mantida e distribuída no ambiente: em instituições médicas, no solo proveniente do escoamento agrícola, mesmo muito tempo após o término da exposição a antibióticos.
Pesquisadores testaram um mecanismo comuma propagação da resistência a antibióticos nos plasmídeos. Estas são cadeias de DNA do anel que podem conter muitos tipos de genes, incluindo genes de resistência a antibióticos. As bactérias trocam facilmente plasmídeos mesmo entre as espécies. No entanto, os plasmídeos têm suas desvantagens, e estudos anteriores mostraram que as bactérias os perdem facilmente.
"Mesmo que possam carregar genes úteis, os plasmídeos podemtambém interferem em muitos tipos de processos dentro de uma célula bacteriana, como metabolismo ou replicação de DNA.Assim, os cientistas geralmente consideram os plasmídeos caros e onerosos para a célula hospedeira."
Hannah Jordt, principal autora do estudo em biologia
A equipe da universidade trabalhou com células E.coli contendo um plasmídeo resistente à tetraciclina e células de Klebsiella pneumoniae contendo um plasmídeo resistente ao cloranfenicol. Ambos os hospedeiros, que não foram cultivados anteriormente na presença de antibióticos, não mostraram grande devoção aos seus plasmídeos. Após nove dias em um meio sem antibióticos, a proporção de Klebsiella ainda contendo o plasmídeo caiu para menos de 50%. Para E. coli - menos de 20% reteve seu plasmídeo.
Quando os pesquisadores expuseram as cepasantibióticos, cultivando cada um deles por 400 gerações em seus respectivos antibióticos, as cepas mostraram uma maior afinidade por seus plasmídeos, mesmo após a remoção da ameaça de antibióticos. Após nove dias em um meio isento de antibióticos, mais da metade das células de E. coli e Klebsiella foram retidas com o plasmídeo correspondente.
"É claro que as células precisavam de seus plasmídeos para ajudá-las a sobreviver aos efeitos dos antibióticos.Mas mesmo depois de removermos essa pressão seletiva, ambas as cepas mantiveram seus plasmídeos em níveis significativamente mais altos do que tinham antes da exposição a antibióticos."
Hannah Jordt, principal autora do estudo em biologia
Além disso, outros experimentos mostraram quea exposição a antibióticos aumentou a ocorrência de múltiplas resistências à Klebsiella. Mesmo sem exposição a antibióticos, Klebsiella pneumoniae pode adquirir vários plasmídeos. Por exemplo, quando os pesquisadores reuniram cepas portadoras de plasmídeos que não continham antibióticos, Klebsiella e E. coli, uma pequena fração de Klebsiella tornou-se resistente a medicamentos, retendo seu plasmídeo resistente a cloranfenicol e adquiriu um plasmídeo resistente a tetraciclina de E. coli. Mas quando os pesquisadores repetiram o experimento usando bactérias expostas a antibióticos, eles encontraram cerca de 1000 vezes mais Klebsiella resistente a antibióticos.
Apenas exposição preliminar a longo prazoum antibiótico - cloranfenicol - aumentou a probabilidade de Klebsiella resistente a cloranfenicol adquirir um plasmídeo resistente a tetraciclina de Escherichia coli em um meio livre de antibióticos. Além disso, as experiências da equipe também mostraram que, quando as células resistentes a antibióticos eram cultivadas posteriormente em um ambiente livre de antibióticos, a Klebsiella chloramphenicol exposta era mais facilmente retida pelos dois plasmídeos resistentes.
Pesquisadores dizem que a evolução podeexplicar tanto a resistência de plasmídeos resistentes a antibióticos quanto o aumento da resistência a medicamentos em Klebsiella: expor as cepas ao antibiótico correspondente selecionado por mutações em seus genomas para minimizar o conflito entre o plasmídeo e o hospedeiro, o que torna menos dispendioso manter esse plasmídeo como e outros