Новая суперспособность: бактерии вырабатывают устойчивость к спирту

Бактерии вида Enterococcus faecium приобрели суперспособность благодаря мутациям: спирт больше не может растворить их клеточные стенки.
Фото Wikimedia Commons.

Кажется, супербактерии по-прежнему выигрывают в схватке с медиками. Как только у последних появляется козырь, коварные микроорганизмы наносят ответный удар. Так, новая работа австралийских учёных показала, что некоторые виды патогенов начали вырабатывать устойчивость к главному антибактериальному средству – спирту.

Команда молекулярных биологов из Университета Мельбурна выяснила, что бактерии вида Enterococcus faecium из рода энтерококков являются главной причиной больничных инфекций.

Мало того, что этим микроорганизмам не страшны почти все основные классы антибиотиков, они ещё и развивают устойчивость к дезинфицирующим средствам на основе спиртов, рассказал глава исследовательской группы Тимоти Стиниа (Timothy Stinear).

По мнению его команды, энтерококки приобрели резистентность из-за широкого применения антимикробных гелей (что, впрочем, предусмотрено правилами санитарной гигиены в клиниках и стационарах). Обычно спирт растворяет клеточные стенки бактерий, и последние погибают. Но теперь этот метод срабатывает не со всеми патогенами.

"E. faecium адаптировался к медико-санитарной среде", — утверждает Стиниа.

Специалисты отмечают, что энтерококки входят в состав микробиоты пищеварительного тракта человека и некоторых млекопитающих. Они не считались враждебными или вредоносными ранее.

Тем не менее сейчас их признают одним из главных источников больничных инфекций. Более того, в Северной Америке и Европе микроорганизм становится причиной заражения крови пациентов, а также приводит к инфекциям мочевыводящих путей. По оценкам Центров по контролю и профилактике заболеваний США, резистентный штамм энтерококка убивает более тысячи людей только в Штатах.

В ходе новой работы учёные собрали в двух больницах Мельбурна 139 образцов E. faecium в период между 1997 и 2015 годом. Их подвергали воздействию разбавленного изопропилового спирта, чтобы узнать, насколько эффективно соединение убивает патогены.

Популяции бактерий, собранные в 2009 году и позднее, имели более высокую устойчивость к дезинфицирующему средству, чем микроорганизмы, собранные до 2004 года, сообщили исследователи.

В другом эксперименте микробиологи распространили различные штаммы энтерококков в клетках, в которых жили лабораторные мыши. Затем клетки протёрли салфетками, пропитанными изопропиловым спиртом.

Однако последующая проверка показала, что спирт удалил не все бактерии: часть из них спаслась от дезинфекции и попала в организм мышей. Колонии некоторых штаммов были обнаружены в кишечнике грызунов, которые жили в тех самых клетках.

Затем команда провела генетический анализ самых живучих энтерококков, и он показал, что у патогенов присутствует несколько мутаций в генах, связанных с клеточным метаболизмом. Эти мутации, по всей видимости, и наделили бактерии новой суперспособностью: клеточные мембраны E. faecium перестали растворяться под действием спирта.

"Мы смогли идентифицировать и задокументировать специфические генетические изменения, которые произошли у бактерий в течение 20 лет", — отмечает Стиниа.

По его словам, "локальные больничные экосистемы" изменяются в ответ на внешние факторы. Так, использование гигиенических средств на спиртовой основе за последние 20 лет возросло в австралийских больницах в десять раз. Если раньше эти средства уничтожали опасные микроорганизмы, то теперь они становятся неэффективными.

Кроме того, бактерии в принципе хорошо эволюционируют и быстро приспосабливаются к суровым условиям. Нет ничего удивительного в том, что энтерококки пополнили "клуб супербактерий", заключают исследователи.

Главный вопрос теперь заключается в том, как бороться с патогенами. Пока против них нет универсального и мощного средства, учёные советуют служащим больниц и поликлиник более тщательно следить за санитарной гигиеной, использовать дезинфицирующие средства с высокой концентрацией спирта, чаще мыть руки (кстати, за этим скоро начнут следить специальные камеры) и соблюдать меры предосторожности в отношении пациентов с микробными инфекциями.

Исследователи тем временем займутся поиском альтернативных средств, которые, вероятно, заменят привычные всем антибактериальные спиртовые гели и растворы.

Более подробно с этой работой можно ознакомиться, прочитав статью, которая была опубликована в журнале Science Translational Medicine.

Сегодня