Un studiu dezvăluie un mecanism surprinzător în dezvoltarea rezistenței extreme la antibiotice
Un pacient cu o infecție severă primește un antibiotic puternic. Speranțele pentru o îmbunătățire sunt mari, dar imediat după administrarea tratamentului, rezistența la medicament crește de mii de ori. Cum ar putea să se întâmple asta?
Cercetătorii de la Universitatea din Washington au raportat un mecanism neașteptat într-un articol publicat pe 23 iulie în Nature Microbiology.
Rezistența care se dezvoltă în interiorul pacienților a fost considerată a fi cauzată de acumularea de mutații în genomul bacterian. Deoarece acest proces este treptat, medicii au timp să reacționeze.
Cu toate acestea, cercetătorii au observat că persoanele cu fibroză chistică, sau CF, nu se încadrează în acest model. Acești pacienți dezvoltă infecții pulmonare devastatoare și primesc tratamente intensive cu antibiotice. În unele cazuri, rezistența la antibiotice a crescut cu mai mult de 10.000 de ori, imediat după începerea tratamentului.
Aceasta nu avea sens. Cercetătorii au dorit să afle cum s-ar putea întâmpla acest lucru.
Karash a secvențiat sute de bacterii izolate din probele pacienților pentru a căuta mutații care ar putea explica rezistența extremă. Rezultatul a fost negativ.
„Abordarea pe care am folosit-o a fost de vârf”, a spus Karash, „dar secvențiază fire scurte de ADN și apoi le îmbină. Aceasta este excelentă pentru identificarea mutațiilor, dar poate rata noi fragmente de ADN care sunt dobândite.”
Pe baza unei intuiții, Karash a schimbat strategia. A folosit o metodă care secvențiază fire lungi și continue de ADN.
„Aceasta ne-a oferit răspunsul”, a declarat Dr. Colin Manoil, un profesor de cercetare în științele genomului care a colaborat la proiect. „Secvențierea firelor lungi a arătat că patogenii pulmonari dobândiseră fragmente circulare de ADN numite plasmide, care includeau noi gene de rezistență.”
Karash a inserat noile gene în bacterii sensibile la medicamente, iar rezistența a crescut brusc.
Dar cum au ajuns aceste plasmide în plămânii pacienților și au pătruns în bacterii?
„Multe bacterii nu pot prelua plasmidele pe cont propriu, așa că am bănuit că au primit ajutor”, a spus Dr. Pradeep Singh, profesor de microbiologie și medicină și autor senior al studiului.
Echipa a studiat apoi alte bacterii colectate de la pacienți. Au observat că bacteriile de mediu apăreau temporar în probele pulmonare ale unor pacienți chiar înainte ca rezistența să se dezvolte.
Karash a secvențiat aceste bacterii și a găsit dovada: bacteriile de mediu conțineau plasmide identice care produceau rezistență. A descoperit apoi că acestea puteau transfera plasmidele către patogenii sensibili la antibiotice, care deja stabiliseră infecții în plămânii pacienților. Acest transfer a crescut instantaneu rezistența la antibiotice de mii de ori.
„Vedem bacterii de mediu în probele pacienților din când în când”, a spus Singh, „dar credeam că sunt destul de inofensive, deoarece nu sunt foarte virulente și apar doar temporar.”
Acum cercetătorii au o altă părere.
„Dacă bacteriile de mediu pot transporta gene de rezistență în organele umane, trebuie să ne îngrijorăm ce alte gene ar putea fi transferate”, a spus Karash.
„Bacteriile de mediu sunt extrem de diverse”, a adăugat Singh. „Ele pot purta gene care pot face aproape orice.”
Pe lângă rezistența la antibiotice, genele din bacteriile de mediu ar putea ajuta patogenii să dobândească mai mulți nutrienți, să blocheze răspunsurile imunologice și să distrugă barierele care limitează răspândirea infecției.
Cercetătorii speră că abordări precum monitorizarea mediului și constrângerile, precum și noi strategii pentru a bloca transferul de gene, ar putea atenua acest pericol.
