Дружественные микробы в кишечнике здоровых американских детей имеют многочисленные гены устойчивости к антибиотикам, согласно результатам пилотного исследования, проведенного учеными из Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе. Луи. Гены вызывают беспокойство, потому что они могут быть общими с вредными микробами, влияя на эффективность антибиотиков, что может способствовать серьезным заболеваниям и, в некоторых случаях, смерти.
"От рождения до 5 лет дети получают больше антибиотиков, чем за любой другой пятилетний период своей жизни," сказал старший автор Гаутам Дантас, доктор философии, доцент кафедры патологии и иммунологии. "Частое воздействие антибиотиков ускоряет распространение устойчивости к антибиотикам. Наши исследования подчеркивают, насколько важно использовать эти препараты только тогда, когда они действительно необходимы."
Результаты появятся ноя. 13 в PLOS ONE.
При финансовой поддержке Детского института открытий, Международного центра перспективных возобновляемых источников энергии и устойчивого развития, Инициативы будущего Кекка национальных академий и Национального института здоровья (NIH) исследователи проанализировали образцы фекалий 22 младенцев и детей в возрасте от шести месяцев. до 19 лет. Образцы были предоставлены Phillip Tarr, MD, Melvin E. Карнахан, профессор педиатрии Медицинской школы Вашингтонского университета.
Несмотря на небольшой размер выборки, анализ выявил 2500 новых генов устойчивости к антибиотикам, что расширило список известных генов устойчивости к антибиотикам более чем на 30 процентов.
"Микробы сражались друг с другом на протяжении тысячелетий, регулярно изобретая новые гены синтеза антибиотиков, чтобы убивать соперников, и новые гены устойчивости к антибиотикам, чтобы защитить себя," Дантас сказал. "Эта гонка микробных вооружений является источником огромного количества генетических ресурсов."
Ученые определили новые гены устойчивости, протестировав кишечную микробную ДНК детей на 18 антибиотиков. Выявленные ими гены снижали эффективность всех препаратов, кроме четырех. Многие гены устойчивости были обнаружены сгруппированными на участках ДНК, которые могут легко переходить от одного микроба к другому.
Младенцам не хватает микробов в кишечном тракте при рождении. Ученые показали, что младенцы создают свои сообщества кишечных микробов за счет поглощения микроорганизмов из окружающей среды – от ползания по полу, например, до засовывания игрушек и других предметов в рот, до кормления грудью и других контактов со своими основными опекунами.
Дантас и его коллеги были лидерами в разработке функциональной метагеномики, в которой ученые идентифицируют и анализируют всю ДНК микробного сообщества. Вместо того, чтобы сосредотачиваться либо только на отдельных культивируемых организмах, либо на компьютерном прогнозировании функций на основе последовательностей ДНК, исследователи экспериментально проверяют ДНК на наличие определенных функций, таких как устойчивость к антибиотикам.
Основной исследовательский интерес Дантаса – экология и эволюция устойчивости к антибиотикам. Согласно недавнему отчету Центров по контролю и профилактике заболеваний, устойчивые к антибиотикам инфекции вызывают не менее 2 миллионов заболеваний и 23 000 смертей ежегодно, что увеличивает расходы на здравоохранение на 20 миллиардов долларов. Дантас отметил, что устойчивый к метициллину Staphylococcus aureus, одна из самых опасных устойчивых к антибиотикам бактерий, в настоящее время вызывает в США больше смертей, чем ВИЧ. Ученые используют термин резистом для обозначения коллективных генов устойчивости к антибиотикам микробного сообщества.
"У каждого ребенка, на которого мы смотрели, было довольно много генов устойчивости у микробов," Дантас сказал. "Это было верно даже для детей, которым было всего шесть месяцев. Когда мы сравнили их резистентность с сопротивлением детей старшего возраста, особой разницы не обнаружилось."
Результаты Дантаса, которые должны быть подтверждены дополнительным тестированием, предполагают, что резистом в кишечнике может закрепиться быстрее, чем распределение видов в микробном сообществе. Последний обычно стабилизируется через три года после рождения, но исследование предполагает, что резистом может быть установлен уже через шесть месяцев после рождения.
"Это исследование дает нам снимок генов устойчивости к антибиотикам в отдельные моменты жизни разных детей," он сказал. "Сейчас мы анализируем развитие резистома с помощью образцов, взятых у одних и тех же детей в разные моменты их жизни."