Биологи предупредили об опасности комплексной антибиотикотерапии
Продолжительный, в течение нескольких дней, прием двух антибиотиков одновременно, вместо ожидаемого синергетического эффекта в отношении возбудителей инфекции, вызывает прямо противоположные последствия — резкий качественный скачок в скорости размножения и уровне резистентности выживших после атаки бактерий. Такие результаты были получены командой британских эволюционных биологов, чья работа опубликована
Комплексная антибактериальная терапия обычно назначается при тяжелых инфекциях, таких, как туберкулез или метициллин-резистентный золотистый стафилококк (MRSA), с целью более эффективного поражения патогенных микроорганизмов. Хотя лабораторные эксперименты показали, что некоторые антибиотики хорошо работают в паре, до сих пор испытания проводились лишь на протяжении короткого периода времени, а долговременный эффект такой терапевтической стратегии /in vitro/ не изучался.
Группа под руководством Роберта Бердмора (Robert Beardmore) из Эксетерского университета (Великобритания) выбрала для тестирования два антибиотика, доксициклин и эритромицин, взаимно усиливающее действие которых на протяжении первых суток приема было ранее доказано. Исследователи вводили различные дозы этих антибиотиков — отдельно или вместе — в пробирки с кишечной бактерией /Escherichia coli/, а затем отслеживали происходящее с бактериальными клетками с помощью лазерного луча.
В течение первого дня, как и ожидалось, в среднем 95 процентов бактерий, подвергшихся двойной атаке, погибли. Однако, на следующий день, к изумлению ученых, в пробирках, в которых оставались лишь незначительные количества микроорганизмов, произошел демографический взрыв — например, там, где за первые полсуток комплексного воздействия препаратов численность бактерий упала на 90 процентов, за следующие полтора дня этот показатель взлетел на 500 процентов.
Сначала авторы подумали, что произошла какая-то ошибка и условия эксперимента оказались нарушены, однако многократные повторения теста дали тот же результат. Причем, как было установлено, применение двух антибиотиков одновременно оказывает значительно более сильное потенцирующее воздействие на размножение всех штаммов /E.coli,/ чем только одного. «Чем сильнее вы атакуете, тем больше бактерий получаете», — прокомментировал выявленный феномен Бердмор. Эффективность комплексной антибиотикотерапии, как показали эксперименты, затухает по экспоненте в течение последующих после первого дня применения, суток.
В поисках объяснения причин столь быстрых эволюционных изменений, авторы провели полногеномное секвенирование /E.coli/, а также применили методы математического моделирования. Было установлено, что у выживших после двойной атаки бактерий присутствует генетическая мутация — амплификация (образование дополнительных копий) участка генома, обеспечивающего четыре различных способа лекарственной устойчивости, включая оперон (участок бактериальной хромосомы), регулирующий эффлюксный насос — механизм, благодаря которому из бактериальной клетки выводятся ксенобиотики.
Как полагают авторы, в данном случае в силу вступают эволюционные механизмы, позволяющие бактериям, лучше с генетической точки зрения подготовленным к мощной атаке, после гибели слабых получить широкий доступ к ресурсам и, соответственно, скачкообразно размножаться. При этом новая популяция значительно превосходит по своей резистентности прежнюю.
Основываясь на полученных результатах, команда Бердмора надеется разработать в будущем более безопасную стратегию борьбы с такими бактериями, как MRSA и /E. coli/. Одной из таких стратегий, предполагают авторы, может быть чередование приема антибиотиков — один день принимать один препарат, а на следующий — другой. Такой метод, полагают авторы, может предотвратить доминирование мультирезистентных бактерий.