Исследование выявило скрытую эволюцию супербактерий и глобальную угрозу

Международная группа ученых под руководством Университета Восточной Англии раскрыла механизмы, позволившие одной из самых опасных антибиотикоустойчивых бактерий в мире незаметно проникнуть в больницы и занять доминирующее положение в глобальной эпидемиологической картине.

Исследование было основано на лабораторных образцах бактерии Acinetobacter baumannii, датируемых 1970-ми годами, что позволило восстановить её генетическую историю. Этот патоген является серьезной проблемой для систем здравоохранения из-за высокой устойчивости к лечению.

Учёные из Университета Восточной Англии, Института Квадрам в Великобритании, а также университетов Канады и Мексики, выявили, что бактерия не возникла внезапно как суперугроза, а развивалась и адаптировалась в течение нескольких десятилетий посредством небольших, но накопительных генетических изменений, которые в итоге сделали её способной противостоять большинству доступных антибиотиков.

Главный исследователь, доктор Бенджамин Эванс из Медицинского колледжа Норича при Университете Восточной Англии, отметил, что бактерии, вызывающие инфекции у людей, способны адаптироваться к антибиотикам, снижая их эффективность. Особое внимание команда уделила именно Acinetobacter baumannii, поскольку она процветает в больничных условиях и вызывает трудноизлечимые инфекции, особенно у уязвимых пациентов.

Доктор Эванс подчеркнул, что понимание механизма превращения этого микроорганизма в масштабную угрозу крайне важно для предотвращения его распространения, однако генетические события, приведшие к его успеху, до настоящего времени оставались неясными.

В ходе исследования было установлено, что эволюция бактерии происходила волнообразно: каждая новая волна порождала штаммы с большей устойчивостью к антибиотикам, чем предыдущие. Это позволило получить одну из наиболее четких научных картин постепенного накопления резистентности, за которой следовал резкий сдвиг в пользу патогена.

Исследователи утверждают, что данная супербактерия формировалась десятилетиями и продолжает эволюционировать.

Для анализа команда собрала уникальную коллекцию из 226 образцов бактерии, охватывающих период с 1970-х до начала 2000-х годов. Образцы культивировали в лаборатории, выделяли ДНК и секвенировали её с помощью передовой технологии Oxford Nanopore.

Для получения глобальной картины были объединены эти исторические геномы с более чем тысячей современных геномов из шести континентов. В общей сложности исследователи сравнили 1281 хромосому, что позволило построить детализированное эволюционное древо и провести всесторонний анализ генов, ответственных за устойчивость к антибиотикам, отслеживая их появление, исчезновение и перестройку во времени.

Сопоставляя генетические изменения с датами и местами взятия образцов, ученые определили время возникновения ключевых признаков устойчивости и их глобальное распространение. Было установлено, что бактерия постепенно захватывала доминирующее положение, и к 2005 году стала самым распространённым штаммом своего вида в мире.

Ключевым моментом эволюции стала приобретение бактерией двух генетических элементов, в том числе гена oxa23, обеспечивающего устойчивость к мощным антибиотикам. Это значительно повысило её способность выживать при лечении и усложнило борьбу с ней.

Исследование выявило, что Acinetobacter baumannii не представляет собой единый штамм, а делится минимум на четыре различные группы, каждая из которых имеет собственный эволюционный путь. Три группы демонстрируют постепенное развитие, напоминающее медленную генетическую гонку вооружений с современной медициной. Четвёртая группа выделяется как отдельный случай: она, по-видимому, эволюционирует независимо и всё чаще обнаруживается в современных образцах, что вызывает опасения о появлении более адаптированного варианта.

Авторы исследования подчёркивают важность полученных данных для формирования политики использования антибиотиков в настоящем и будущем, особенно в отношении таких опасных бактерий, как Acinetobacter baumannii. Они предупреждают о необходимости разработки новых подходов к борьбе с этим патогеном, иначе вызванные им инфекции могут стать неизлечимыми.