Вредны в малых дозах — как неправильное использование антибиотиков способствует развитию устойчивости бактерий к лекарственным препаратам
Появились данные о том, как бактерии становятся устойчивыми к нескольким препаратам. Результаты работы исследовательской группы Центра Джона Иннеса дополняют наше понимание устойчивости к противомикробным препаратам, одной из главных угроз для глобального общественного здравоохранения. Их работа была опубликована в журнале Antimicrobial Agents and Chemotherapy .
Ученые из группы профессора Тони Максвелла изучили более ранние исследования, которые показали, что воздействие низких доз хинолоновых антибиотиков может привести к развитию у бактерий устойчивости к другим, неродственным антибиотикам.
Хинолоны — широко используемые антибиотики, которые воздействуют на фермент ДНК-гиразу, необходимый для выживания бактерий. Понимание механизмов устойчивости, вырабатываемых патогенами к антибиотикам, является жизненно важным направлением стратегии, необходимой для разработки эффективных новых лекарств.
Команда хотела выяснить, является ли правдой описанный феномен хинолон-индуцированной антибиотикорезистентности (QIAR), и если да, то какие из современных типов хинолонов могут быть задействованы. Исследователи также хотели понять молекулярные механизмы , которые позволяют бактериям вырабатывать устойчивость к этим спасающим жизнь препаратам.
В экспериментах они использовали бактерии E. coli, подвергнутые воздействию нелетальных концентраций четырех типов хинолонов (ципрофлоксацина, моксифлоксацина, оксолиновой кислоты и норфлоксацина). Затем бактериальные колонии были подвергнуты воздействию нехинолоновых антибиотиков, и отслеживались показатели выживаемости. Результаты показали, что все протестированные хинолоны могут проявлять QIAR, за исключением моксифлоксацина.
Полное секвенирование генома бактерий показало, что устойчивость может быть обусловлена рядом мутаций в ДНК бактерий, вызванных лечением хинолонами.
Результаты показывают, что моксифлоксацин может убивать E. coli с помощью иного механизма, чем другие хинолоны, а также демонстрируют физиологические механизмы, которые приводят к множественной лекарственной устойчивости у бактерий, что имеет значение для использования антибиотиков в медицине и сельском хозяйстве.
Профессор Тони Максвелл, автор исследования, сказал: «Наши результаты показывают, что особенно важно избегать воздействия низких доз хинолонов — доз ниже тех, которые обычно убивают бактерии.
«Это может произойти, когда хинолоны неправильно или чрезмерно используются в медицине или в немедицинских целях, например, в сельском хозяйстве или фармацевтической промышленности, что приводит к загрязнению окружающей среды».
Устойчивость к противомикробным препаратам возникает, когда такие лекарства, как антибиотики, противовирусные и противогрибковые препараты, больше не эффективны против патогенов. Это естественный процесс, который происходит из-за естественных изменений патогенов, но он ускорился из-за чрезмерного и неправильного использования противомикробных препаратов.
По оценкам, если не принять меры по устранению этой угрозы, к 2050 году устойчивость к противомикробным препаратам станет причиной 10 миллионов смертей в год и обойдется мировой экономике в 10 триллионов долларов США в плане экономического производства.
Всемирная организация здравоохранения определила рациональное использование антибиотиков, а также научные исследования и разработки в области антибиотиков как ключевые направления борьбы с устойчивостью к противомикробным препаратам.