Метод молекулярных ножниц для предотвращения распространения генов устойчивости к антибиотикам в бактериальных сообществах

Снижение эффективности антибиотиков является глобальной проблемой и препятствует терапевтическому результату ранее поддающихся лечению бактериальных инфекций. В Европе ежегодно около 33000 человек умирают от бактериальных инфекций, устойчивых к антибиотикам. Кроме того, эти бактерии приводят к значительным финансовым потерям, например, в животноводстве. Из-за значительного сокращения объема разработки новых антибиотиков срочно необходимы альтернативные методы лечения бактериальных инфекций, устойчивых к антибиотикам. В своей докторской диссертации в Университете Ювяскюля Пилви Руотсалайнен разработала ножницы для молекулярных генов, которые нацелены и уничтожают гены устойчивости к антибиотикам и предотвращают их распространение в бактериальных сообществах.

Эти мобильные генные ножницы могут передаваться от одной бактерии к другой в бактериальных сообществах и разрушать гены устойчивости к антибиотикам, разрезая ДНК. В результате чувствительность бактерии к антибиотикам восстанавливается, и она не может распространять ген устойчивости на новые бактерии.

«Помимо разработки новых вариантов лечения, важно понимать, как устойчивость к антибиотикам распространяется в бактериальных сообществах, чтобы предотвратить распространение», – говорит Пилви Руотсалайнен. В своей диссертации Руотсалайнен исследовала распространение генов устойчивости к антибиотикам и влияние различных переменных на их распространение на чувствительные бактерии.

Гены устойчивости к антибиотикам часто находятся в кольцевых молекулах ДНК, называемых плазмидами, которые могут передаваться от одной бактерии к другой путем конъюгации. Результаты показывают, что плазмиды могут спасать чувствительные к антибиотикам бактерии даже при летальных концентрациях лекарства. Следовательно, эти чувствительные бактерии потенциально могут приобретать устойчивость к антибиотикам «на лету», даже во время эффективного лечения антибиотиками.

“Распространение плазмид устойчивости на бактерии, нацеленные на антибиотики, сведет на нет результат лечения. Таким образом, важно исключить гены устойчивости к антибиотикам, например, у симбиотических и безвредных бактерий микрофлоры кишечника. Возможно, в будущем мы могли бы использовать для этого наши мобильные генные ножницы », – говорит Руотсалайнен.

Фаги для лечения бактериальных инфекций

Бактериальные вирусы, известные как бактериофаги, также могут быть использованы в качестве нового варианта лечения в дополнение к антибиотикам. Впервые фаги были использованы для лечения бактериальных инфекций в начале 20 века на Западе. Однако открытие антибиотиков заменило фаги в качестве противомикробных препаратов.

“Антибиотический кризис вызвал новый интерес к фагам. Они являются естественными врагами бактерий и могут эффективно уничтожать устойчивые к антибиотикам бактерии. Наши результаты показали, что при необходимости новые фаги могут быть легко выделены из экологических резервуаров для Enterobacteriaceae, таких как Escherichia coli и Klebsiella pneumoniae, – говорит Руотсалайнен.

M.Sc. Пилви Руотсалайнен защищает докторскую диссертацию по клеточной и молекулярной биологии «Энтеробактерии, продуцирующие β-лактамазы расширенного спектра: риски при лечении антибиотиками и потенциальные решения для лечения носительства» в пятницу, 6 сентября, в 12 часов, в Ambiotica (YAA303) в отделении биологических и экологических наук (Survontie 9, Ylistönrinne). Противник – профессор Микаэль Скурник из Университета Хельсинки, а Кустос – доцент Матти Яласвуори из Университета Ювяскюля. Докторская диссертация защищена на финском языке.