Широкое распространение опасных бактерий, устойчивых к антибиотикам, – одна из серьезнейших проблем здравоохранения. Сейчас ученые предлагают еще одну меру борьбы с этой угрозой, направленную на предотвращение попадания в организм человека бактериальных генов, отвечающих за лекарственную устойчивость
Открытие первого антибиотика – пенициллина, который в годы Второй мировой войны спас жизни миллионов людей, – произвело настоящую революцию в медицине. Казалось, что новые лекарства навсегда решили проблему бактериальных инфекций. Однако с течением времени бактерии научились противостоять патентованным препаратам, в результате чего появились штаммы с лекарственной устойчивостью, причем зачастую – сразу ко многим популярным антибиотикам. По прогнозу ВОЗ, к середине нынешнего века ежегодные человеческие потери из-за отсутствия эффективных антибактериальных средств могут составить до 10 млн (!) человек.
Основные меры по борьбе с лекарственной устойчивостью бактерий – это поиск и создание новых противомикробных средств, предотвращение бесконтрольного применения антибиотиков среди людей и ограничение использования антибиотиков в животноводстве и птицеводстве. Дело в том, что устойчивость бактерий к антибактериальным препаратам генетически обусловлена: благодаря случайным мутациям некоторые бактериальные клетки выживают и быстро формируют клоны бактерий, которым не страшен тот или иной антибиотик.
И это еще не все. И бактерии, и современные генные инженеры используют древний механизм естественного трансгенеза – горизонтальный перенос генов между разными, в том числе неродственными, организмами. Другими словами, разные бактерии могут обмениваться между собой своими генами, благодаря чему устойчивость к антимикробным препаратам может распространяться стремительно. Так возникла идея, что помешать широкому распространению антибиотикорезистентности можно, если ограничить в организм поступление соответствующих генов вместе с пищей и водой – ведь субстратом глобального распространения устойчивых инфекций служат не только патогены, но и симбиотические бактерии нашего кишечника.
Организм человека, как известно, служит местом обитания множества микроорганизмов, совокупность которых называют микробиомом. Особенно велик микробиом кишечника – геномные исследования показывают, что он содержит более 300 видов бактерий, а также вирусы и другие микроорганизмы. Симбиотические бактерии выполняют ряд важных функций: участвуют в обменных процессах и работе иммунитета, выделяют в просвет кишечника различные биологически активные вещества и др. В небольшом количестве в кишечнике присутствуют и патогенные бактерии.
Кроме того, кишечник в той или иной мере представляет собой резервуар бактериальных генов устойчивости к противомикробным препаратам. Кишечные бактерии (предположительно, непатогенные неклассифицированные виды) несут эти гены либо в своем генетическом материале, либо на мобильных генетических элементах.
Причина этого феномена в том, что бактерии, несущие гены устойчивости к антибиотикам, часто присутствуют в сыром и вареном мясе, кисломолочных продуктах, овощах, а также в готовых к употреблению продуктах, которые были недостаточно подвергнуты тепловой обработке и не моются перед употреблением. При поступлении в кишечник эти бактерии могут закрепиться в нем либо передать мобильные гены лекарственной устойчивости другим обитателям кишечника. И с возрастом количество генов устойчивости к антибиотикам в кишечнике человека растет.
Ученые из Ноттингемского университета (Великобритания) разработали математические модели накопления таких генов вследствие поступления их с едой и в результате приема антибиотиков. Оказалось, что возрастное повышение резистентности к антибиотикам микробиома кишечника в целом можно притормозить, если нивелировать эффект воздействия генов лекарственной устойчивости из пищи и воды.
Подобные меры могут быть наиболее эффективны в период лечения антибиотиками, когда риск закрепления этих генов в кишечном микробиоме особенно велик. Возможно, во время приема лекарств следует обращать особое внимание на питание: избегать продуктов с более высоким риском переноса генов устойчивости к антибиотикам, следить, чтобы пища была хорошо помыта, проварена и прожарена.
Эффект от таких мер, вероятно, будет не очень большим и наиболее заметным в странах с низким и средним уровнем потребления антибиотиков, поэтому при разработке рекомендаций по питанию нужно учитывать специфику региона. Однако в целом комплексный подход к решению проблемы устойчивости к противомикробным препаратам должен быть, безусловно, более эффективным, чем только медицинский.
Фото: https://www.rawpixel.com