P. aeruginosa кодирует ферменты, разлагающие пластик, и способствует образованию биопленок на пластике

Штамм бактерий, часто вызывающий госпитальные инфекции, способен расщеплять пластик, показало исследование, опубликованное на прошедшей неделе в журнале Cell Reports.

Исследователи из Великобритании выявили фермент, который они назвали Pap1, из штамма Pseudomonas aeruginosa, выделенном из раны. Они обнаружили, что этот фермент способен расщеплять пластик, широко используемый в здравоохранении благодаря своим биоразлагаемым свойствам, под названием поликапролактон (PCL).

До сих пор ферменты, способные расщеплять пластик, были обнаружены только в бактериях окружающей среды, поясняет соавтор исследования Ронан Маккарти, изучающий бактериальные инфекции в Университете Брунеля в Лондоне. По его словам, обнаружение такой же способности у патогенных микроорганизмов, часто встречающихся в медицинских учреждениях, может объяснить, почему эти микробы представляют особую опасность. «Если патоген способен разлагать пластик, то он может повредить медицинские устройства, содержащие пластик, такие как швы, имплантаты, стенты или раневые повязки, что, очевидно, негативно скажется на прогнозе пациента», - поясняет он.

В рамках своего исследования Маккарти и его коллеги вставили ген, кодирующий фермент, в бактерии Escherichia coli. Заставив бактерии экспрессировать фермент, они обнаружили, что микроорганизмы расщепляют PCL в агаре. Штамм P. aeruginosa, выделенный из раны, также был способен переваривать PCL в агаре, а когда исследователи создали мутант, в котором из P. aeruginosa был удален ген, кодирующий фермент Pap1, бактерия не смогла разлагать пластик.

Авторы исследования также обнаружили, что фермент увеличивает количество биопленок, образующихся при контакте P. aeruginosa с пластиком, по сравнению со стеклянными шариками. Когда бактерии образуют большое количество биопленок, резистентность к антибиотикам может возрастать, что приводит к трудноизлечимым инфекциям. Исследователи также провели эксперименты на личинках большой восковой моли (Galleria mellonella) и обнаружили, что бактерия была более патогенной при наличии PCL, чем при его отсутствии. Мотыльки, зараженные бактериями, лишенными фермента, имели одинаковый уровень выживаемости независимо от наличия или отсутствия PCL.

По мнению Стивена Джорджевича, исследователя патогенных бактерий в Технологическом университете Сиднея (Австралия), полученные результаты свидетельствуют о растущей угрозе для здоровья человека со стороны P. aeruginosa и пяти других высоковирулентных бактерий, которые иногда называют патогенами ESKAPEE. По его словам, «патогены ESKAPEE известны тем, что сохраняются в медицинских учреждениях и больницах» и устойчивы к клинически важным антибиотикам. Анализ авторов предполагает, что другие патогены ESKAPEE также могут разлагать пластик, что не может не вызывать беспокойства, добавляет он. Маккарти сообщил, что его группа разрабатывает методики для тестирования и других патогенов на способность разлагать пластик.