Как быстро бактерии вырабатывают резистентность к антибиотикам. Наглядно

Гонорея — инфекционное заболевания, вызываемое бактерией Neisseria gonorrhoeae. Передаётся половым путём и является вторым по «популярности» бактериальным половым заболеванием. В мире ежегодно заражается примерно 80 млн. человек.

Особенность данной бактерии в том, что она выработала резистентость практически ко всем видам антибиотиков. Сейчас гонорею лечат с помощью уколов цефтриаксона, и, по сути, это единственный антибиотик, к которому бактерия не обрела устойчивость. Хотя в последнее время стали появляться штаммы Neisseria gonorrhoeae, которых и цефтриаксон плохо берёт.

В общем, ещё несколько лет — и здравствуй, 18-й и 19-й века, когда бактериальные ЗППП были огромной проблемой. К счастью, эти славные новые старые времена откладываютс.

FDA (Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США) на днях одобрило целых два новых антибиотика, предназначенных для лечения гонореи. Впервые за 30 лет, и действительно с новым механизмом действия, к которым бактерии ещё не выработала резистентность.

Это Blujepa (gepotidacin) (все совпадения случайны!) и Nuzolvence (zoliflodacin). Оба препарата нацелены на ингибирования ДНК-гиразы — специфического для одноклеточных фермента, участвующего в репликации ДНК.

Blujepa

Это таблетки, предназначенные для приёма 2 раза в день людьми старше 12 лет и весом свыше 45 килограмм. В прошедших клинических испытаниях Blujepa показал эффективность в 93% выздоровивших после 4-10 дней лечения. Стандартная терапия в виде цефтриаксона в уколах и таблетированного азитромицина показала эффективность в 91%.

Кроме неосложнённой гонореи, Blujepa также подходит для лечения других неосложнённых заболеваний мочевыводящих путей у женщин и детей старше 12 лет:

• Escherichia coli;
• Klebsiella pneumoniae, ;
• Citrobacter freundii complex;
• Staphylococcus saprophyticus;
• Enterococcus faecalis.

Nuzolvence

С этим антибиотиком ещё проще: он представляет собой суспензию, которая разводится в стакане воды. Доза всего одна — выпил, и свободен. Предназначен для лечения людей в возрасте от 12 лет и весом от 35 килограмм. В прошедших клинических испытаниях Nuzolvence показал эффективность в 91% против стандартного лечения (цефтриаксон в уколах и таблетированный азитромцин) в 96%.

Увы, потенциальные побочки у Nuzolvence тоже достаточно серьёзны. На животных моделях были зафиксированы следующие негативные эффекты:

• Снижением фертильности у мужчин;
• Вред для плода, вплоть до выкидыша;
• Аллергические реакции.

Это не значит, что побочки обязательно будут у людей, но опасаться стоит.

Плюсы-минусы

Основной плюс новых препаратов — в новом механизме действия. Резистентности к нему пока нет, так что несколько лет человечество на Blujep’e/Nuzolvence ещё протянет. Возможно, даже с десяток, учитывая, что новые лекарства вмешиваются в ключевой механизм функционирования бактерий. Это спасение для тех, у кого бактерии выработали резистентность или есть реакция на препараты первой линии.

Дополнительный плюс — в отсутствии укола. За дозой цефтриаксона нужно идти в медцентр/больницу, да и сам по себе он весьма болезненный. С таблетками или суспензией куда проще.

Минусы — в цене и побочках, которые могут оказаться велики. Так что лучше не болеть.

P.S. Ещё у меня есть бессмысленные и беспощадные ТГ-каналы (ну а как без них?):

Вот тут про молекулярную биологию, медицину и новые исследования: https://t.me/nextmedi;

Мой личный, куда сваливается наука и всякое гиковское: https://t.me/deeplabscience.

Антибиотикорезистентность бактерий стала одной из угроз безопасности населения по всему миру, вне зависимости от возраста, пола и места жительства. Устойчивость к антибиотикам растёт в том числе из-за неправильного использования препаратов. В ближайшее время мы выпустим материал о том, какие бактерии преуспели в борьбе с лекарствами, а сейчас поговорим о самой резистентности.

Антибиотикорезистентность – снижение чувствительности или полное отсутствие реакции на антибиотики у возбудителей инфекции.

Это естественный эволюционный процесс, но он значительно ускоряется из-за неправильного и бесконтрольного приёма антибиотиков. Бактерии, которые после своевольного прекращения пациентом лечения смогли пережить атаку антибиотиков, передают устойчивость в следующее поколение, делая его сильнее.

Распространению устойчивых к антибиотикам бактерий (которые есть практически в каждом из нас) способствуют несоблюдение стандартных правил гигиены, незащищенный секс, неправильное обращение с продуктами питания и т.п.

Из-за резистентности ВОЗ была вынуждена отказаться от ряда антибиотиков ввиду их неэффективности или заменить их другими.

В последние годы вместо разработки новых антибиотиков учёные трудятся над созданием вспомогательных соединений, снижающих или предотвращающих резистентность возбудителей инфекций. Об одном из таких открытий в борьбе с туберкулёзом мы уже писали ранее.

Активно развивающаяся резистентность бактерий грозит усложнением лечения или полной невозможностью победить инфекцию. Из-за неё лечение дорожает, становится более длительным, растут риски во время операций и в постоперационный период.

Это одна из причин проведения Всемирной организацией здравоохранения Недели правильного использования антибиотиков. Об остальных мерах можно прочесть на сайте организации.

Антибиотики теряют силу, в том числе – из-за их бесконтрольного употребления. И теперь медики бьют тревогу: ВОЗ составила список из 12 бактерий, устойчивых к антибиотикам и наиболее опасных для человека.

Особое внимание в списке уделяется грамотрицательным бактериям, которые устойчивы к действию сразу нескольких антибиотиков. Они быстро адаптируются к лекарствам и передают эту способность по наследству. Как считают в ВОЗ, нельзя рассчитывать только на фармацевтические компании. Для того чтобы новые лекарства появились вовремя, к их разработке должны подключаться государства.

Вошедшие в список патогены разделены на три группы – по степени срочности поиска нужных лекарств. Помимо резистентности к антибиотикам, учитывались такие факторы, как летальность, необходимость длительной госпитализации, легкость передачи инфекции и возможности профилактики – такие как пищевая гигиена или вакцинация.

В число самых опасных бактерий вошли и редкие, и очень распространенные:

КРИТИЧЕСКИ ВЫСОКИЙ УРОВЕНЬ

• Акинетобактерия бауманна – возбудитель менингита и пневмонии;

• Синегнойная палочка – причина внутрибольничных инфекций;

• Энтеробактерии, включая кишечную палочку – возбудители пневмонии, урогенитальных и желудочно-кишечных инфекций;

ВЫСОКИЙ ПРИОРИТЕТ

• Фекальный энтерококк – причина урогенитальных инфекций;

• Золотистый стафилококк – одна из частых причин внутрибольничных инфекций;

• Хеликобактер пилори – причина язвы желудка;

• Кампилобактеры – возбудитель острой кишечной инфекции;

• Сальмолнелла – причина кишечных расстройств;

• Гонококки – возбудитель гонореи;

СРЕДНИЙ ПРИОРИТЕТ

• Пневмококк – приводит к пневмонии и менингиту;

• Гемофильная палочка – возбудитель менингита и пневмонии, особенно опасный для детей;

• Шигеллы – вызывают поражения ЖКТ.

Грызунов кормили пищей с высоким содержанием жиров

Исследование американских ученых показало, что бактерии могут перемещаться непосредственно из кишечника в мозг мышей, когда их кормят пищей с высоким содержанием жиров. У мышиных моделей болезни Альцгеймера, болезни Паркинсона и расстройства аутистического спектра также обнаружили повышенную проницаемость кишечной стенки и перемещение бактерий из кишечника в мозг. Примечательно, что бактерии не обнаруживались в головном мозге при возврате на обычную диету. Результаты исследования опубликованы в PLoS Biology.

Недавние данные свидетельствуют о том, что ось кишечник-мозг связана с нейродегенеративными патологиями, в частности болезнью Альцгеймера, болезнью Паркинсона и расстройствами аутистического спектра. Исследования показали, что микробиом кишечника воздействует на мозг через модуляцию иммунной и нейроэндокринной систем, а также через работу вегетативной нервной системы. Иногда изменения в микробиоме кишечника влияют на проницаемость кишечного барьера, что способствует проникновению микробов или метаболитов в собственную пластинку кишки и воротную вену.

Однако все эти известные механизмы не объясняют, как конкретно кишечный микробиом может напрямую влиять на мозг и вызывать нарушения в его работе. Прямых доказательств причинно-следственной связи между микробиомом кишечника и неврологическими заболеваниями недостаточно, поскольку для этой связи не установлено ни одного устойчивого биомаркера.

Чтобы заполнить этот пробел, группа ученых под руководством Араша Гракуи (Arash Grakoui) из Университета Эмори выдвинула гипотезу, что бактерии из кишечника могут попадать напрямую в мозг, запуская воспаление и нейродегенерацию. Для ее проверки исследователи использовали мышей с нокаутом гена Mdr2, который приводит к нарушению оттока желчи и изменению состава кишечных бактерий. Таких мышей кормили пищей с высоким содержанием жиров, и через девять дней у них в кишечнике наблюдалось увеличение числа бактерий родов Staphylococcus, Bacteroides и Akkermansia. Также в их кале стало меньше кишечных комменсальных лактобактерий по сравнению с мышами из контрольной группы. Эти изменения в составе микробиома коррелировали с повышенной проницаемостью кишечного барьера.

Чтобы определить, может ли проницаемость кишечной стенки привести к распространению бактерий по организму, ученые проверили их численность в фекалиях, подвздошной кишке, легких, сердце, почках, селезенке, головном мозге и крови. Они не обнаружили бактерий во внутренних органах и крови, однако их небольшое количество нашли в головном мозге, причем из-за того что их не было в ликворе и твердой мозговой оболочке, ученые исключили менингит. Бактерии были представлены стафилококками и энтерококками, которые обнаруживались в кишечнике. Дополнительный анализ показал, что гематоэнцефалический барьер у мышей оставался сохранным.

Поскольку блуждающий нерв соединяет кишечник и мозг, ученые проверили его на наличие бактерий. В шейном отделе нерва они обнаружили кишечного стафилококка — S. xylosus, в шейном отделе спинного мозга бактерий не было. Чтобы проверить, может ли блуждающий нерв служить путем транслокации бактерий из кишечника в головной мозг, исследователи удалили шейную часть правого блуждающего нерва. После этого мышей держали на диете с высоким содержанием жиров, и у них в мозге было в 20 раз меньше бактерий, чем в контрольной группе (у 5 из 15 мышей бактерии не обнаруживались вовсе). Поскольку левый блуждающий нерв остался не тронут (двустороннее пересечение блуждающего нерва привело бы к смерти), его заподозрили в том, что по нему бактерии все еще могли перемещаться в мозг. В дальнейшем в нем тоже нашли бактерии кишечного микробиома. Генетические анализы подтвердили, что микробы в кишечнике и в головном мозге практически полностью совпадали, причем перемещение бактерий заняло примерно шесть дней от начала липидной диеты. После возврата на обычную диету бактерий в мозге на находили.

Примечательно, что воздействие антибиотиков изменило состав не только микробиома кишечника, но тех микроорганизмов, которые находили в головном мозге мышей. Дополнительный эксперимент на мышиных моделях болезни Альцгеймера, Паркинсона и расстройства аутистического спектра показал, что у всех этих мышей наблюдается повышение проницаемости кишечной стенки. А в их кишечном микробиоме и головном мозге присутствуют бактерии, которые в предыдущих исследованиях ассоциировались с изучаемыми заболеваниями.

Эти результаты показывают, что необходимы дальнейшие исследования того, может ли модификация кишечного микробиома (в том числе с помощью диеты) потенциально предотвратить попадание бактерий в мозг. Однако важно для начала определить, встречается ли транслокация бактерий из кишечника в головной мозг у людей.

Одним из методов воздействия на кишечный микробиом может стать тиамин. Ранее мы рассказывали, что он воздействовал на распространение микробов в кишечнике, что коррелировало с симптомами хронической усталости.

отсюда

В румынской ледяной пещере ученые обнаружили бактерию возрастом около 5 000 лет, которая устойчива к ряду современных антибиотиков. Открытие может помочь разработать новые лекарства, но также поднимает вопросы о рисках, связанных с таянием ледников.

Бактерию Psychrobacter SC65A.3 выделили из 25-метрового ледяного керна, извлеченного из пещеры Скэришоара в Румынии. Геном микроба расшифровали и проверили его реакцию на 28 антибиотиков. Оказалось, что штамм устойчив к 10 препаратам из восьми разных классов – в том числе к тем, что применяются для лечения серьезных инфекций легких, крови и кожи.

Это первое подробное описание профиля устойчивости древней бактерии из ледяной пещеры. Работа опубликована в журнале Frontiers in Microbiology.

Почему древние бактерии устойчивы к антибиотикам

На первый взгляд это парадокс: как микроорганизм, живший тысячи лет назад, может сопротивляться препаратам, созданным в XX веке? Ответ в том, что антибиотики не изобретение человека. Микробы вырабатывают вещества для борьбы друг с другом миллионы лет. Именно из таких природных соединений и выросла современная антимикробная терапия – достаточно вспомнить историю открытия пенициллина.

Гены устойчивости давно присутствуют в микробных экосистемах. Когда антибиотики используются широко, выживают и размножаются те бактерии, у которых уже есть защитные механизмы. Эти гены могут передаваться между видами, усиливая проблему резистентности.

Экстремалы с двойным потенциалом

Psychrobacter SC65A.3 – так называемый полиэкстремофил. Он приспособлен к холоду и повышенной солености. В его геноме нашли более 100 генов, связанных с устойчивостью к антибиотикам, и почти 600 генов с неизвестными функциями. Кроме того, обнаружены 11 генов, потенциально подавляющих рост бактерий, грибов и вирусов.

Это делает штамм одновременно перспективным и потенциально рискованным. С одной стороны, он может подсказать новые пути создания антибиотиков и ферментов для биотехнологий. С другой – при таянии ледников древние микробы и их гены могут попасть в современную среду.

Климатический фактор

Ученые подчеркивают, что сам по себе выход древних бактерий изо льда не означает автоматической угрозы. Чтобы гены устойчивости стали проблемой, они должны передаться патогенным видам и закрепиться под давлением массового применения антибиотиков.

Однако в условиях глобального потепления замороженные экосистемы постепенно «размораживаются», и это превращает ледники в возможные резервуары генов резистентности.

Проблема устойчивости к антибиотикам уже сегодня связана более чем с миллионом смертей в год. Поэтому изучение древних микробов – это не только взгляд в прошлое, но и шанс лучше понять механизмы устойчивости и использовать их для разработки новых лекарств.

отсюда