ПоХОДЖЕННЯ ТА ПОШИРЕННЯ АнтибіотикорезистентностІ

Кафедра гігієни та екології з курсом мікробіології,

вірусології та імунології

Сумський державний університет, м. Суми

 

Вступ. Антибіотики (АБ) вважають найвидатнішим відкриттям у медицині ХХ сторіччя й універсальною зброєю проти більшості патогенів. Проте поява резистентності (R) до АБ загрожує клінічній медицині поверненням її в до АБ еру.

Основна частина. В принципі, кількість мішеній у бактеріальній клітині, на які можуть діяти різні протимікробні засоби, обмежена: етапи метаболізму, зовнішня мембрана, рибосомальний комплекс, провідні ферменту ДНК реплікації. З іншого боку, лише одна з баз даних містить список із понад 20000 R генів майже 400 різних типів. Резистентність до АБ плейотропна за характером. У підґрунті R лежать різні генетичні процеси: вирізання генів, рекомбінація, гетерологічна експресія, горизонтальний переніс генів (ГПГ), мутагенез. Втім, фенотип  R не завжди виникає у відповідь на селекцію АБ. У природі існує кілька мобільних генетичних елементів, здатних вилучати та переносити  R гени (плазміди, транспозони, бактеріофаги). ГПГ є найбільш поширеним транспортним процесом. Важливим генетичним елементом, який забезпечує вбудовування та експресію імпортованих генів, є інтегрони. R гени переносяться у вигляді компактних наборів генів (касет) і вбудовуються в інтегрон під ефективний промотор. Ідентифіковано 3 класи інтегронів і понад 100 касет генів, які перекривають усі основні групи АБ. Дивним є те, що в природі існує велика кількість касет інтегронів, які не кодують усі відомі детермінанти  R.

У природних умовах субпорогові концентрації АБ виконують сигнальні функції для обміну інформацією між бактеріями. Більшість природних продуцентів АБ  одночасно містять R гени. Співіснування функцій продукції та резистентності дозволяє припустити, що механізм резистентності необхідний бактеріям для «самозахисту». Важливим джерелом R генів є грунтові бактерії. Пул R генів разом із хромосомними генами бактерій формує «супергеном». Мобільні R гени супергеному можуть легко захоплюватися різними збудниками й експресувати у них як детермінанти резистентності для будь-яких інгібіторів, що інтенсивно використовуються. Очевидно, що епідемію R генів з ефективним ГПГ і швидким розвитком мутантних варіантів контролювати неможливо.

Висновки. Антропогенний вплив на мікросвіт та його природне середовище привело до дестабілізації бактеріальних геномів і, як наслідок, до різкого прискорення бактеріальної еволюції й процесу видоутворення. В якості інструментів модифікацій мікробних геномів природа використовує мутагенез, гомологічну й незаконну рекомбинації, віруси (провіруси), транспозони, плазміди та інші рухливі генетичні елементи (МГЕ). Головним знаряддям втрати генів і придбання нових є горизонтальний (боковий) перенос (ГПГ), який забезпечує дисемінацію інтервентних генів у мікробних популяціях. Внаслідок інтенсивного ГПГ у мікробіомах формується супергеном: пул генів, який складається із індивідуальних фіксованих на бактеріальних хромосомах генів та загальному для всього мікробіому наборі переносимих латерально генів. Ці гени легко доступні для всіх членів мікробної спільноти. Їх поява у геномі забезпечує селективні переваги носіям. Антибіотики та ряд інших  низько молекулярних продуктів мікробного генезу є частиною сигнальної системи бактерій. Вони продукуються у клінічно субпорогових кількостях багатьма мешканцями мікросвіту і присутні повсюдно. Головним джерелом генів, що кодують АБ та детермінанти стійкості до них, є ґрунтові бактерії. Мутації та інші процеси модифікації геному і фенотипу викликають появу клінічно визначеної резистентності. Поширення R генів у бактеріальних популяціях відбувається головним чином завдяки горизонтальному переносу і призводить до формування пулу доступних R генів, резистом. На сьогоднішній день у клінічній медицині є лише один спосіб протистояння стрімкому зростанню АБ резистентності серед шпитальних штамів і загальної популяції мікроорганізмів – попереднє встановлення і використання ефективної комбінації та концентрації АБ.

 

 

Дьяченко Анатолій Григорович, Магінга Барака Муса