Не приближаемся ли мы к эпохе, когда антибиотики не работают?
Исследователи обеспокоены быстрым развитием и распространением «супербактерий», то есть бактерий, не реагирующих на антибиотики. Впервые ученые обнаружили мощных супербактерий в отдаленных районах арктических широт в Норвегии, которые, как они опасаются, не сулит ничего хорошего для лечения антибиотиками в будущем.
Отчасти из-за естественных процессов, а отчасти из-за чрезмерного или неправильного использования антибиотиков многие опасные бактериальные штаммы стали еще более опасными из-за развития устойчивости к определенным антибиотикам - лекарствам, которые врачи обычно назначают для лечения бактериальных инфекций.
По сообщениям, такие сильнодействующие бактерии, также называемые «супербактериями», являются причиной тысяч смертей каждый год как в Европе, так и в Соединенных Штатах.
Профессор Дженнифер Робертс из Канзасского университета в Лоуренсе недавно возглавила группу, проводившую исследование таяния вечной мерзлоты в отдаленных районах высокой Арктики в Норвегии.
Первоначальная цель команды заключалась в том, чтобы понять, как метан, выделяемый этим тающим льдом, может быть связан с изменением климата на глобальном уровне.
Однако, когда исследователи анализировали образцы почвы из района Конгсфьорд на Свальбарде в Норвегии, где они базировались, они обнаружили кое-что, что их удивило и встревожило: множество супербактерий, которые, по общему мнению, не должны были там жить.
«Это исследование предоставило хорошую возможность проверить образцы почвы на наличие генов антибиотиков с гипотезой о том, что Шпицберген был настолько удаленным и изолированным местом, что мы не смогли бы найти никаких доказательств наличия таких генов», - говорит профессор Робертс.
«Напротив, - отмечает она, - мы нашли довольно много, в том числе гены устойчивости к антибиотикам супербактерий, такие как ген Нью-Дели, который впервые появился в Индии не так давно. Это было сюрпризом - у генов, которые мы обнаружили, явно было короткое время передачи между тем, как они были обнаружены в Индии, и нашей группой, обнаружившей их в Арктике всего несколько лет спустя ».
Ученые рассказывают о своих выводах и последствиях этого открытия в новой исследовательской статье, которая публикуется в журнале. Environment International.
«Возможно, это были человеческие отходы»
Исследователи проанализировали 40 образцов почвы из восьми разных мест на Свальбарде. Проведенное ими секвенирование ДНК выявило 131 ген устойчивости к антибиотикам.
Один из этих генов, присутствие которого в арктической почве застало исследователей врасплох, - это blaNDM-1, который ученые впервые обнаружили в Нью-Дели, Индия, в 2007 году.
У бактерий blaNDM-1 придает устойчивость к карбапенемным антибиотикам, мощному набору лекарств, которые врачи используют только для лечения инфекционных заболеваний, которые не реагируют на другие антибиотики.
В связи с этим открытием возник вопрос: как эти супербактерии попали в этот отдаленный арктический регион? Профессор Робертс и его коллеги предполагают, что существует несколько различных способов, которыми устойчивые к антибиотикам штаммы могли распространиться так далеко.
«Скорее всего, они произошли от патогенов, которые многократно подвергались воздействию различных типов антибиотиков - именно так мы получаем эти штаммы с острой устойчивостью к антибиотикам, которые сохраняются даже несмотря на использование« крайних мер », - объясняет профессор Робертс.
«Некоторые из участков, где мы обнаружили штамм гена Нью-Дели, не слишком далеко от основной исследовательской базы, поэтому есть вероятность, что речь идет о человеческих отходах», - отмечает она.
Исследователь также упоминает два других пути, по которым могли пройти устойчивые штаммы. Первый - через «колонии гнездящихся птиц», которые находились в районах, где ученые наблюдали «самые высокие концентрации этих генов». Второй - через движения мелких животных, таких как лисы, которые могут подбирать насекомых из водопоев, которые они делят с птицами.
Супербактерии бывают "как естественными, так и развитыми"
Затем ученые столкнулись с другой проблемой. Они хотели выяснить, какие из генов устойчивости к антибиотикам были местными, т.е. встречались в природе в этом регионе, а какие, возможно, «попали» в Арктику из других частей мира.
«Поскольку миграция этих генов вызывает такую серьезную озабоченность, возникает следующий вопрос:« Являются ли эти устойчивые к антибиотикам гены местными или они были перенесены? », - говорит профессор Робертс.
Исследователи определили эталон для естественных генов устойчивости к антибиотикам, чтобы они могли отделить их от генов, прибывших в этот регион из других мест.
«Мы сделали это, изучив запасы питательных веществ в почве, которых в этих арктических почвах очень и очень мало.Затем мы смогли связать гены устойчивости к антибиотикам с тем, что кажется новым источником фосфата, поступающего извне, и наиболее вероятным источником фосфата являются фекалии либо в сточных водах человека, либо, что более чем вероятно, в птичьем гуано. »- поясняет исследователь.
Ученые считают, что некоторые из устойчивых к антибиотикам генов передавались от одной бактерии к другой посредством процесса, называемого «боковой перенос генов», при котором вредные бактерии, переносимые птицами и другими переносчиками, переходят из фекалий в воду.
После смерти бактерии выпускают свой генетический материал в окружающую среду, а это означает, что другие бактерии могут улавливать гены устойчивости к антибиотикам.
Исследовательская группа предупреждает, что открытие множественной лекарственной устойчивости к антибиотикам в отдаленной Арктике означает, что явление супербактерий действительно стало глобальным и может представлять очень серьезную и непосредственную угрозу.
«Мы обнаружили в Арктике как местные, так и эволюционировавшие гены устойчивости к антибиотикам. Беспокойство заключается в том, что с распространением устойчивости в таком масштабе мы, возможно, приближаемся к постантибиотической эре, когда ни один из наших антибиотиков не работает, потому что патогены, с которыми мы пытаемся бороться, унаследовали гены устойчивости посредством эволюции или латеральной передачи ».
Проф. Дженнифер Робертс
«Для нас действительно важно начать думать об управлении водными системами и использовании антибиотиков в глобальном масштабе - и начать сокращать и контролировать некоторые случаи распространения, которые в настоящее время явно не контролируются», - призывает профессор Робертс.
