3 апреля 2013

Идентифицированы уникальные механизмы устойчивости к антибиотикам

Как здравоохранение всего земного шара борется с растущей проблемой устойчивости к антибиотику, так и микробиологи с медицинского факультета Университета Тафта и их коллеги идентифицировали уникальные механизмы устойчивости клинического штамма E. Coli, устойчивого к карбапенемам. Карбапенемы — класс антибиотиков, используемых как последнее средство при лечении болезнетворных бактерий, включая E. coli и Klebsiella pneumonia, которые могут вызвать тяжелые заболевания и даже смертельный исход. Инфекции, вызванные устойчивыми штаммами, не в состоянии должным образом отреагировать на антибиотикотерапию, что может привести к длительному заболеванию и большему риску смертности. И вследствие увеличения риска распространения инфекции, это ставит перед здравоохранением важные вопросы.

Исследование, опубликованное в апрельском выпуске «Антимикробные средства и Химиотерапия», демонстрирует протяженность пути, которым движутся бактерии, становясь устойчивыми к антибиотикам.

Устойчивость к карбапенемам обычно появляется с приобретением фермента карбапенемазы, который разрушает антибиотик, предназначенный для лечения инфекции. Устойчивость может также блокировать попадание лекарственного средства в бактерию E. coli. Текущее исследование, во главе с автором-корреспондентом Стюартом Леви, доктором медицины, профессором молекулярной биологии, микробиологии и медицины, а также директором Центра адаптационной генетики и лекарственной устойчивости на медицинском факультете Университета Тафта, пыталось определить, что предоставляет клиническому штамму E. coli устойчивость к карбапенемам в отсутствии карбапенемазы.

«Центры контроля и профилактики заболеваний зарегистрировали значительное увеличение случаев карбапенем-устойчивости семейства Enterobacteriaceae (CRE) — так называемых «супермикробов», которые, как выяснилось, выстояли в борьбе даже с самой мощной лекарственной терапией», — сказал Леви. «Мы знали, что бактерии могут сопротивляться карбапенемам, но мы никогда не видели прежде, что E. coli так сильно адаптировались в победе над антибиотиками. Наше исследование показывает, насколько далеко бактерии зайдут в своей мутации, чтобы остаться в живых».

Леви и его коллеги определили, что E. coli генетически видоизменялся четыре раза, чтобы начать сопротивляться карбапенемам. Специфично, что у штамма удалились два белка мембраны, что стало препятствовать попаданию антибиотиков в клетку. Бактерии также несли мутацию белка-регулятора marR, который управляет реакционностью бактерий в присутствии антибиотиков. В дальнейшем штамм достигал устойчивости, увеличивая экспрессию мультилекарственного выводящего насоса. Кроме того, исследователи обнаружили, что E. coli экспрессировал новый белок, названный yedS, который помогал лекарственному средству поступить в клетку, но чья экспрессия была сокращена marR-мутацией. Обычно yedS — неактивный белок, приобретенный некоторыми E. coli, который воздействуют на то, как лекарственное средство поступает в бактериальную клетку. Он обычно экспрессируется в бактериях при их мутации.

Согласно Центру контроля и профилактики заболеваний, количество CRE-микробов увеличилось за прошлое десятилетие с 1 % до 4 %. Сорок два государственных отчета, идентифицировали, по крайней мере, одного пациента с одним типом CRE. Приблизительно 18 % больниц скорой помощи длительного пребывания и 4 % больниц короткого пребывания в Соединенных Штатах сообщили, по крайней мере, об одной CRE-инфекции в первой половине 2012 года.

Клинические штаммы E. coli исследуемые Леви, и его коллегами выделены из мокроты пациента в Пекинском объединении медицинских госпитальных колледжей в Пекине (Китай), где преподают трое из авторов исследования. Устойчивость к лекарственным средствам — чрезвычайно серьезное беспокойство для здравоохранения в Китае, где антибиотики назначаются сверх всякой меры и широко используются в ветеринарии и сельском хозяйстве.

«Первые хинолон-устойчивые штаммы бактерий появились в Китае, где мы сегодня видим, что начинают использоваться препараты последнего поколения, потому что другие не работают после такого чрезмерного употребления антибиотиков», — сказал Леви.

Соавторы статьи — Дуг Варнер, директор студенческих лабораторий, Бостонский Колледж; Квин Янг, директор секции клинической микробиологии при отделении клинической лаборатории, Пекинское объединение медицинских госпитальных колледжей; Валери Дуваль, научный сотрудник адаптационной генетики и лекарственной устойчивости при Университете Тафта; Минджун Чен, профессор клинической микробиологии, Пекинское объединение медицинских госпитальных колледжей; и Иингчун Ксу, глава отделения лабораторной медицины, Пекинское объединение медицинских госпитальных колледжей.

Исследование, о котором сообщается в этой публикации, было поддержано Национальным институтом аллергии и инфекционных болезней при Национальных институтах здоровья (Научно-исследовательские и лечебные учреждения в структуре Службы общественного здравоохранения) с присуждением вознаграждения за номером R01AI56021.

Источник: sciencedaily.com

Далее по теме: