Антибиотици спасавају животе, али њихова употреба доприноси и развоју и ширењу резистентних на лекове
Тимски експерименти су се показали тако дугоизложеност једној врсти антибиотика у основи "наноси" бактерије. Овај ефекат је повећао вероватноћу да ће бактерије постати отпорне на додатне антибиотике чак и у одсуству даљег излагања лековима, а такође помажу соју да те знаке резистенције задржи неколико генерација.
„Чини се да су ефекти антибиотикаиндиректно бира за стабилније системе отпорности на антибиотике. Стабилнији систем у соју повећава вероватноћу да ће се стећи отпорност на више антибиотика."
Бењамин Керр, професор биологије на УВ
Њихови резултати такође показују како је изложеностантибиотици утичу на еволуцијску динамику бактерија. Ово може да помогне да се објасни не само пораст отпорности на вишеструке лекове на бактерије, већ и како се отпорност на антибиотике одржава и дистрибуира у окружењу: у медицинским установама, у земљишту из отпада у пољопривреди, чак и дуго након престанка излагања антибиотицима.
Истраживачи су тестирали уобичајени механизамширење резистенције на антибиотике у плазмидима. Ово су ДНК ланци у прстену који могу да садрже много врста гена, укључујући и гене за резистенцију на антибиотике. Бактерије лако измјењују плазмиде чак и између врста. Ипак, плазмиди имају своје недостатке, а прошла истраживања показала су да их бактерије лако губе.
„Иако могу да носекорисни гени, плазмиди такође могу да ометају многе врсте процеса унутар бактеријске ћелије, као што су метаболизам или репликација ДНК. Дакле, научници генерално сматрају да су плазмиди скупи и оптерећујући ћелију домаћина.
Ханнах Јордт, водећи аутор студије о биологији
Универзитетски тим сарађивао је са Е. ћелијамацоли који садржи тетрациклински резистентни плазмид и ћелије Клебсиелла пнеумониае који садрже плазмид отпоран на хлорамфеникол. Оба домаћина, која раније нису узгајана у присуству антибиотика, нису показала велику посвећеност својим плазмидима. После девет дана у медијуму без антибиотика, удео Клебсиелла који још увек садржи плазмид опао је на мање од 50%. За Е. цоли - мање од 20% је задржало свој плазмид.
Када су истраживачи изложили сојевеантибиотика, узгајајући сваки од њих 400 генерација свог одговарајућег антибиотика, сојеви су показали већи афинитет према њиховим плазмидима чак и након уклањања претње антибиотицима. Након девет дана у медијуму без антибиотика, више од половине ћелија Е. цоли и Клебсиелла задржано је са одговарајућим плазмидом.
„Наравно, ћелије су требале својеплазмиди који им помажу да преживе излагање антибиотицима. Али чак и након што смо уклонили овај селективни притисак, оба соја су задржала своје плазмиде на знатно вишим нивоима него што су имали пре излагања антибиотицима."
Ханнах Јордт, водећи аутор студије о биологији
Поред тога, други експерименти су то показалиизложеност антибиотицима повећала је појаву вишеструке резистенције на Клебсиелла. Чак и без изложености антибиотицима, Клебсиелла пнеумониае може стећи неколико плазмида. На пример, када су истраживачи окупили сојеве који су носили плазмиде који нису садржавали антибиотике, Клебсиелла и Е. цоли, мали део Клебсиелла је постао отпоран на лекове, задржавајући свој резистентни на хлорамфеникол плазмид и стекао плазмид резистентан на тетрациклин из Е. цоли. Али када су истраживачи поновили експеримент користећи бактерије изложене антибиотицима, открили су Клебсиелла отприлике 1000 пута већу отпорност на антибиотике.
Само прелиминарна дугорочна изложеностједан антибиотик - хлорамфеникол - повећао је вероватноћу да ће Клебсиелла резистентна на хлорамфеникол набавити тетрациклински резистентни плазмид из Есцхерицхиа цоли у медијуму без антибиотика. Поред тога, експерименти тима су такође показали да када се ћелије резистентне на антибиотике касније узгајају у окружењу без антибиотика, изложени Клебсиелла хлорамфеникол лакше се задржавају оба резистентна плазмида.
Истраживачи кажу да еволуција можеобјаснити и резистенцију на резистентне на антибиотике плазмиде и повећање резистентности на лекове у Клебсиелла: излагање сојева одговарајућем антибиотику одабраном за мутације у њиховим генима да би се минимизирао сукоб између плазмида и домаћина, што чини мање скупо одржавање овог плазмида као и други.