Бактерии приобретают устойчивость к антибиотикам, убивая соперников

Ученые из Базельского университета в Швейцарии описали процесс, благодаря которому некоторые бактерии могут приобретать гены устойчивости к антибиотикам. Эти микроорганизмы разрушают другие бактерии с помощью «инъекции» токсичного вещества, а затем присваивают гены, отвечающие за устойчивость бактерии-жертвы к определенным препаратам.

Устойчивость патогенных бактерий к антибиотикам (антибиотикорезистентность) — одна из важнейших проблем современной медицины. Возбудители заболеваний развивают устойчивость к конкретным лекарствам разными способами. Некоторые микроорганизмы обладают ею изначально, у других она может развиться из-за накопления случайных мутаций. Этому способствует неправильное применение антибиотиков (например, прием лекарств без рекомендации врача). Ряд бактерий могут передавать резистентность другим микроорганизмам с помощью горизонтального переноса генов.

Швейцарские исследователи наблюдали, как грамотрицательные бактерии Acinetobacter baylyi добывают гены устойчивости к лекарствам. Они нападают на другие микроорганизмы с помощью системы секреции VI типа (T6SS). Этот молекулярный комплекс служит «шприцем», который вводит токсичные белки в цитоплазму клетки жертвы. Ученые обнаружили пять разных типов токсичных белков, с помощью которых «охотятся» Acinetobacter baylyi. Некоторые из них способны разрушать оболочки клеток, запуская процесс лизиса, растворения клетки. Исследователи отмечают, что многие клетки вырабатывают защитные белки, способные противостоять конкретным токсичным веществам. Поэтому зачастую «хищники» впрыскивают в клетку жертвы не один токсин, а смесь, — так вероятность удачного захвата генов увеличивается.

Когда клетка разрушается, начинается процесс горизонтального переноса генов. Впервые его механизм описали в середине ХХ века. Бактерия присваивает фрагменты ДНК с определенными генами — в данном случае с теми, которые отвечают за устойчивость к какому-либо типу препаратов. Горизонтальный перенос проходит с помощью мобильных генетических элементов — например плазмид или транспозонов.

Исследование опубликовано в журнале Cell Reports.

Ранее ученые из Массачусетского технологического института обнаружили, что бактерии, устойчивые к разным антибиотикам, могут «работать в команде» и защищать друг друга от воздействия препаратов.