Антибіотики можуть стимулювати зростання бактерій

На агаровому середовищі висаджено два штами E. coli. «Зелений» стійкий до антибіотика, «синій» - ні.

Протягом 4 днів вчені 8 разів піддали культуру бактерій E. coli впливу антибіотика. Ці мікроорганізми відомі здатністю викликати не тільки болі в животі і діарею, а й хвороби нирок. Виявилося, що E. coli, які перенісли контакт з антибіотиком і мутували, стали розмножуватися швидше. Більше того, завдяки мутаціям бактерії отримали можливість формувати спільноти, які втричі перевершували за розміром вихідні колонії.

Цей ефект спостерігався у бактерій, оброблених антибактеріальним препаратом доксициклін. Однак, коли антибіотик був видалений з середовища, еволюційні зміни не зникли. Іншими словами, E. coli зберегли всі особливості, придбані завдяки контакту з доксицикліном.

"Результати нашої роботи дозволяють припустити, що бактерії E. coli в процесі вироблення стійкості до терапевтичних дозів антибіотиків отримують і додаткові еволюційні переваги, - розповідає провідний автор дослідження професор Роберт Бірдмор (Robert Beardmore) з Ексетерського університету (The University of Exeter) в Англії. - Часто можна почути, що дарівська це еволюція. Але це твердження далеко від правди, особливо якщо ми маємо на увазі еволюцію бактерій під впливом антибіотиків.

Бактерії здатні змінювати власну ДНК дуже швидко. Тому лікарські препарати можуть так само швидко перестати працювати - іноді це питання декількох днів.

Для клітин людського організму різкі зміни структури ДНК небезпечні. Але такі бактерії як E. coli можуть отримати від них численні переваги, що підтверджують, що зміни йдуть у правильному напрямку ".

Обробка E. coli доксицикліном стала частиною роботи з вивчення впливу антибіотиків на бактеріальну ДНК.

Отриманий «суперштам» E. coli вчені вирішили досліджувати за допомогою генетичного секвенування. Таким чином вони планували з'ясувати, які саме гени бактерії відповідальні за її незвичайну еволюцію.

Деякі з виявлених змін були відомі і раніше - вони спостерігалися в клінічній практиці. Наприклад, виявилося, що мутували E. coli стали створювати більше «молекулярних насосів», які «викачують» антибіотик з бактеріальної клітини.

Також під час дослідження було виявлено втрату частини ДНК, яка, по суті, була неактивною формою вірусу.

"Ми припускаємо, що втрата вірусної ДНК захищає E. coli від руйнування. Тому в експерименті ми бачили, як зростає чисельність колонії, бактерії якої отримали стійкість до антибіотика, завдяки спеціальним «насосам», - розповідає один з авторів дослідження доктор Карлос Редінг (Carlos Reding). - Так і виникла еволюційна сила, яка забезпечила зміну двох ділянок геному E. coli. Зазвичай саморуйнування допомагає бактеріям колонізувати різні поверхні, оскільки в результаті загибелі окремих клітин формуються так звані біоплівки. Ви можете побачити їх, якщо зазирнете в стік брудної раковини.

Але в нашій роботі використовувалися рідкі середовища, більше схожі на вміст кровоносної системи. Тому бактерії відмовилися від можливості створення біоплінок на користь збільшення чисельності колонії ".