Новый метод может помочь предсказать устойчивость определенных бактерий к антибиотикам в будущем
Ученые впервые обнаружили признаки "предварительной резистентности" у бактерий - признаки того, что определенные бактерии могут стать устойчивыми к антибиотикам в будущем - в новом исследовании, проведенном под руководством ученых Калифорнийского университета и Больницы Грейт Ормонд Стрит.
Результаты исследования, опубликованные в журнале Nature Communications, позволят врачам в будущем выбирать оптимальные методы лечения бактериальных инфекций.
Группа исследователей, возглавляемая Больницей Грейт Ормонд Стрит (GOSH) и Институтом детского здоровья UCL на Грейт Ормонд Стрит, в сотрудничестве с Перуанской программой по борьбе с туберкулезом и при финансовой поддержке Wellcome и Национальных институтов здоровья (США), секвенировала полные геномы более 3000 образцов туберкулеза (ТБ), проследив инфекции ТБ через пациентов на протяжении почти двух десятилетий.
Микобактерия туберкулеза (ТБ) - это бактериальная инфекция, которая в основном поражает легкие. В 2020 году он был второй основной инфекционной причиной смерти после COVID-19, унеся жизни 1,5 млн. человек. При правильном подборе антибиотиков туберкулез можно вылечить, но лечение занимает много времени, а многие люди, входящие в группу риска, не имеют доступа к адекватной медицинской помощи. Лекарственно-устойчивый ТБ может развиться, когда люди не проходят полный курс лечения, или когда лекарства недоступны или некачественны.
ТБ с множественной лекарственной устойчивостью представляет собой огромное, непосильное бремя, а полностью лекарственно-устойчивые штаммы были обнаружены лишь в нескольких странах. Поскольку системы здравоохранения пытаются справиться с пандемией, прогресс в лечении ТБ во всем мире замедлился.
Для того чтобы лучше понять и, в конечном счете, улучшить лечение туберкулеза, в новом исследовании впервые определен способ предотвращения мутаций лекарственной устойчивости до их возникновения. Исследователи назвали эту концепцию "предварительной устойчивостью": когда вызывающий болезнь организм - например, вирус или бактерия - имеет более высокий риск развития устойчивости к лекарствам в будущем.
Благодаря анализу тысяч бактериальных геномов, исследование может быть применено к другим инфекционным заболеваниям и открывает путь к персонализированной "геномной терапии" - когда лекарства подбираются на основе ДНК конкретного возбудителя болезни, предотвращая развитие устойчивости к лекарствам.
Международная группа сравнила образцы туберкулеза из 3 135 различных проб, чтобы восстановить "семейное дерево" бактерий туберкулеза, известное как филогения. Затем группа использовала вычислительный анализ для определения генетического кода предков бактерий, у которых впоследствии развилась лекарственная устойчивость. Команда определила ключевые изменения, связанные с развитием устойчивости, просмотрев "ветви" семейного дерева, чтобы увидеть, какие из них с наибольшей вероятностью приведут к развитию лекарственной устойчивости.
Авторы описали, как вариации в геноме туберкулеза предсказывают, что та или иная ветвь может стать устойчивой к лекарствам, а затем подтвердили свои выводы на независимом глобальном наборе данных по туберкулезу. Доктор Гранджан, старший автор международного исследования, сказал: "У нас заканчивается выбор антибиотиков, а те, что есть, часто токсичны - мы должны более разумно использовать то, что у нас есть, чтобы предотвратить лекарственную устойчивость".
"Это первый пример того, что мы можем опередить устойчивость к лекарствам. Это позволит нам в будущем использовать геном патогена для выбора наилучших методов лечения"
Доктор философии Артуро Торрес Ортис (Институт детского здоровья на Грейт Ормонд Стрит UCL), первый автор статьи, сказал:
"Мы надеемся, что это открытие может дать возможность лечить сложные заболевания в будущем путем воздействия на конкретные геномы патогенов, которые, скорее всего, в будущем станут устойчивыми к лекарствам"
