Антибиотикорезистентные бактерии способны переживать лечение благодаря сразу нескольким биологическим механизмам.

Новые исследования, объединившие лабораторные эксперименты, генетический анализ и наблюдение за пациентами, позволили подробнее понять, как формируется устойчивость и почему колонизация такими микроорганизмами может предшествовать тяжелой инфекции.

<h3>Устойчивость может иметь свою цену</h3>

Одно из исследований было посвящено Klebsiella pneumoniae, устойчивой к карбапенемам — группе антибиотиков, которые применяют при тяжелых бактериальных инфекциях.

Ученые использовали метод высокоплотного транспозонного секвенирования, или TnSeq, чтобы определить гены, влияющие на чувствительность бактерий к антибиотикам.

Выяснилось, что устойчивость может сопровождаться своеобразным эволюционным компромиссом.

Некоторые бактерии способны изменять структуры на своей поверхности, чтобы защититься от бактериофагов — вирусов, поражающих бактериальные клетки. Однако потеря или изменение таких рецепторов одновременно может сделать микроорганизм более уязвимым для отдельных антибиотиков резерва.

Подобный эффект наблюдался для меропенема, колистина и цефидерокола.

Иными словами, адаптация, которая помогает бактерии защититься от одной угрозы, иногда создает новую слабость перед другой.

<h3>Как бактерии противостоят цефидероколу</h3>

В другом исследовании ученые изучали устойчивость к цефидероколу.

Этот антибиотик использует систему захвата железа бактерией как своеобразный путь внутрь клетки. После проникновения препарат нарушает процессы, необходимые микроорганизму для выживания. Однако некоторые штаммы Klebsiella pneumoniae научились снижать его эффективность.

Исследователи обнаружили, что удаление гена blaKPC-3 у устойчивых штаммов уменьшало минимальную подавляющую концентрацию препарата в четыре раза.

Это показывает, что даже сравнительно небольшая активность определенных ферментов может значительно усиливать устойчивость, особенно если внутрь бактериальной клетки изначально попадает ограниченное количество антибиотика.

Таким образом, резистентность нередко формируется не из-за одного изменения, а благодаря работе сразу нескольких взаимосвязанных механизмов.

<h3>Колонизация может предшествовать инфекции</h3>

Третья работа была посвящена уже не лабораторным механизмам, а реальным пациентам.

Исследователи наблюдали за 159 людьми с острым лейкозом или миелодиспластическим синдромом, которые проходили индукционную химиотерапию.

Такое лечение может вызывать нейтропению — резкое снижение количества нейтрофилов, которые играют важную роль в защите организма от инфекций.

У пациентов брали образцы кала или мазки из перианальной области и проверяли их на наличие устойчивых энтеробактерий.

У 15 участников обнаружили бактерии, вырабатывающие бета-лактамазы расширенного спектра, или ESBL-E. Еще у 17 были выявлены энтеробактерии, продуцирующие AmpC.

<h3>У части пациентов инфекция попала в кровь</h3>

Из 15 пациентов с колонизацией ESBL-E у трех во время нейтропении развилась инфекция кровотока, вызванная теми же устойчивыми бактериями.

Это составило 20% от всей колонизированной группы.

Для сравнения, среди 144 пациентов без выявленной колонизации ESBL-E подобная инфекция возникла только у одного человека.

Дополнительную информацию дало полногеномное секвенирование.

Во всех трех случаях штамм бактерии, обнаруженный в крови, оказался генетически идентичен тому, который ранее выявили при колонизации.

Это указывает на возможную связь между носительством устойчивых микроорганизмов и последующим развитием тяжелой инфекции у пациентов с ослабленной иммунной системой.

<h3>Почему предварительный анализ может быть полезен</h3>

Полученные данные позволяют предположить, что проверка пациентов на устойчивые бактерии до или во время интенсивного лечения может помочь врачам быстрее выбирать стартовую антибиотикотерапию при подозрении на инфекцию.

Особенно это важно для пациентов с выраженной нейтропенией, у которых тяжелые бактериальные инфекции способны развиваться очень быстро.

При этом результаты относятся к конкретной группе пациентов и не означают, что колонизация обязательно приведет к инфекции у каждого человека.

<h3>Что показали три исследования</h3>

Работы дают сразу несколько важных представлений об антибиотикорезистентности.

Во-первых, бактериальная адаптация не всегда приносит микроорганизму только преимущества. Защита от одной угрозы может одновременно повышать чувствительность к другой.

Во-вторых, устойчивость к современным антибиотикам, таким как цефидерокол, может зависеть сразу от нескольких взаимодействующих механизмов.

В-третьих, выявление устойчивых бактерий до появления симптомов инфекции может иметь практическое значение для пациентов с высоким риском осложнений.

В совокупности исследования показывают, насколько важно сочетать генетический анализ, лабораторное тестирование чувствительности к антибиотикам, полногеномное секвенирование и клиническое наблюдение.

Чем точнее ученые понимают способы адаптации бактерий, тем больше возможностей появляется для выбора эффективного лечения и поиска новых слабых мест у устойчивых микроорганизмов.