RSS

Горячий ветер 2015

Коломенский кайт клуб "Семь ветров" при поддержке Комитета по физической…

Как Валерий Шувалов снег убирал в 2016 году

Руководитель администрации города Валерий Шувалов проверил лично, как происходит расчистка…

В доме красногорского стрелка нашли долговые расписки Рассказова

В доме убийцы нашли черную бухгалтерию, где фигурируют крупные суммы,…

Дальнобойщики против "Платона"

Дальнобойщики бастуют по всей России. «Недовольство растет. Власти это замалчивают».…

«
»
Бойтесь равнодушных! Ибо с их молчаливого согласия людей вели на расстрел. ( Юмус Фучик)

Аптека под ногами

С распространением устойчивости к антибиотикам поиск новых лекарств становится всё более напряженным. Однако, как обнаружила Зои Кормье, спасение можно найти в почве.

На протяжении последнего века антибиотики спасали нас от болезней, которые когда-то выкашивали целые страны. В 1850 году четыре из десяти британских детей не доживали до своего первого дня рождения — в основном из-за болезней, которые теперь считаются пережитками прошлого, например коклюша (вызываемого Bordetella pertussis), холеры (Vibrio cholera) и пневмонии (Streptococcus pneumoniae).

Но в наши дни появляется всё больше бактерий, устойчивых к антибиотикам. Старые враги, которых мы считали побежденными, становятся сильны, как никогда. Лекарства, спасавшие нас от этих смертельных бактерий, теперь бесполезны. И даже эффективные до сих пор антибиотики в будущем могут утратить силу. Пневмония, туберкулез и другие убийцы уже готовят новую атаку на нашу уязвимую иммунную систему.

К счастью, микробиологи неустанно разыскивают новые средства для борьбы со смертельными инфекциями, и самые сильные лекарства могут таиться в неожиданном месте: прямо у нас под ногами. Ученые из нью-йоркского Рокфеллеровского университета ищут неисследованные гены в почвенных бактериях.

Проблема устойчивости к антибиотикам настолько серьезна, что Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) предупреждает: время антибиотиков прошло, и игнорировать бактериальные инфекции больше нельзя. В апреле 2014 года ВОЗ заявила: «Это не прогноз на будущее, уже сейчас опасность грозит каждому из нас независимо от возраста и страны. Теперь это важнейшая угроза общественному здоровью».

Главный источник антибиотиков — сами бактерии

Говоря об оружии против микробов, мы обычно представляем себе грибы на заплесневелом хлебе — первоначальный источник пенициллина — или, возможно, молекулы-убийцы, разработанные с помощью компьютеров. Но на самом деле главный источник антибиотиков — это сами бактерии. Причина проста: на протяжении миллионов лет бактерии враждуют между собой. «Природа воюет с этими генами устойчивости уже миллионы лет. Нам остается только понять язык бактерий», — объясняет профессор Шон Брэди (Sean Brady), руководитель лаборатории в Рокфеллеровском университете.

В каждом уголке земного шара, на дне океана и в вашей ротовой полости бактерии непрерывно сражаются, отвоевывая друг у друга пространство. Антибиотики — это всего лишь оружие, которое бактерии используют в этой войне, а гены устойчивости к антибиотикам — защита, разработанная в ответ другими видами. «Практически каждое лекарство имеет естественное происхождение. Нужно лишь разобраться, как природа воюет с опасными для нас бактериями», — утверждает профессор Брэди.

Копать до победного конца

Группа ученых из Рокфеллеровского университета уже изучила 100 проб почвы, но для максимальной эффективности исследования они намерены обработать как можно больше образцов, чтобы создать карту биосинтетического разнообразия почвенных микробов. С этой целью они запустили гражданский проект «Лекарства из грязи», предлагая жителям всех пятидесяти штатов США присылать в лабораторию образцы местной почвы для анализа.

Проблема устойчивости к антибиотикам требует всеобщей научной мобилизации, как настоящая война, считают Джереми Фаррар (Jeremy Farrar), глава благотворительного биомедицинского фонда Wellcome Trust, и Марк Вулхаус (Mark
Woolhouse), профессор эпидемиологии инфекционных болезней в Эдинбургском университете (Шотландия). Эти двое ученых написали статью в журнале Nature, призывая создать посвященный антибиотикам аналог Международного совета по изменению климата, чтобы совместно обрабатывать данные, ускорить разработку новых лекарств и обеспечить согласованные мероприятия во всем мире.

«Устойчивость к антимикробным препаратам — это глобальная проблема, требующая глобальных решений, — писали они. — До сих пор международное сообщество реагировало слишком вяло. ВОЗ лишь месяц назад признала, что устойчивость к антибиотикам должна быть включена в международные медико-санитарные правила».
Три главные причины проблемы — чрезмерное использование антибиотиков, расточительное применение в сельском хозяйстве и недостаток новых лекарств. Из-за массового лечения антибиотиками выживают в основном устойчивые к ним бактерии (см. справку «Как вырабатывается устойчивость к антибиотикам»). Другими словами, мы обеспечили эволюционный отбор на устойчивость к лекарствам. Сами по себе антибиотики не вызывают появление генов, делающих бактерии устойчивыми. Эти свойства изначально есть в популяции микробов, они такие же древние, как и сами виды бактерий. Но лекарства убивают все бактерии, у которых нет природной невосприимчивости. В живых остаются только самые устойчивые, они быстро размножаются, и возникает генетически защищенная от антибиотиков популяция.

Люди могут передавать гены только своим детям, а бактерии способны обмениваться ими

Антибиотики спасли множество жизней от бактериальных инфекций, но люди зачастую принимают их не задумываясь при любых болезнях, даже не бактериального, а вирусного происхождения — например, при обычной простуде или гриппе. В таких обстоятельствах антибиотики убивают неопасные бактерии, живущие в вашем теле, давая дополнительное преимущество устойчивым.

Всё это приводит к усилению устойчивых штаммов, потому что бактерии могут обмениваться генами друг с другом при помощи странного механизма «горизонтального переноса». Люди могут передавать гены только своим детям, а бактерии способны сравнивать их и обмениваться друг с другом. Гены устойчивости к антибиотикам могут передаваться от одного вида к другому, в том числе от безвредных бактерий к болезнетворным. Хуже того, мы наблюдаем расцвет «суперинфекции», устойчивой сразу к нескольким лекарствам благодаря генам, полученным от многих других видов.

Еще одна причина устойчивости — растущее использование препаратов в сельском хозяйстве. В Европе это запрещено, но в США антибиотики широко применяют при выращивании скота. Их в огромном количестве скармливают коровам и свиньям, чтобы предотвратить передачу болезней в тесных загонах и ускорить рост животных. Больше половины антибиотиков в Америке предназначены для скота, и от этого гены устойчивости еще быстрее распространяются в окружающей среде.

И наконец, за последнюю четверть века почти не появилось новых антибиотиков. Препараты класса макролидов, аминогликозидов, флуороквинолонов и тетраклицинов, которые обычно прописывают больным, были открыты и завоевали популярность в золотой век антибиотиков — между 1940-м (когда началось промышленное производство этих лекарств) и 1980 годами. С тех пор новые открытия случались всё реже и реже. В то время как бактерии совершенствуют свою защиту, мы придумываем слишком мало нового оружия для борьбы с ними.

Пора испачкать руки

Но несмотря на то, что перспективы выглядят мрачно, профессор Брэди уверен: у нас есть огромный потенциал для создания новых лекарств, потому что ученые исследовали лишь малую часть бактерий на Земле. «Даже та крошечная доля природного разнообразия, которую мы уже изучили, спасла столько жизней. При этом мы столько упустили, — рассказывает доктор Брэди. — Как будто мы всю жизнь прожили у себя в комнате, не зная о существовании остального мира».

Более того, из трех самых населенных бактериями сред обитания — океана, кишечника и почвы — именно в почве самое высокое разнообразие видов. Из земли уже добыли новый антибиотик — платенсимицин, выделенный из бактерии Streptomyces platensis в лабораториях фармацевтической корпорации Merck в 2006 году. Это лекарство основано на новом химическом принципе — оно мешает бактерии получать энергию из жирных кислот.

До последнего времени ученые могли исследовать только выращенные в лаборатории штаммы, и это было главным ограничением, мешавшим изучать широкий спектр генов. Многие виды бактерий (возможно, большинство) не могут расти в чашках на простой агарозной среде. «Мы работали только с тем, что можно разводить в лаборатории, — объясняет Брэди. — Это всё равно что изучать только те виды растений, которые растут на грядках».

Но современная революция в секвенировании ДНК позволяет биологам читать генетическую информацию, и больше не нужно выращивать для этого культуру микробов. Уже известно, что самое большое разнообразие молекул синтезируют бактерии, обитающие в засушливых почвах. Что еще обнаружат ученые? Этого они не знают, но уверены, что их ждут новые открытия.

«В каждой изученной щепотке земли мы открываем что-то новое, — говорит профессор Брэди. — Так что, может быть, перспективы в борьбе с болезнями не такие уж и мрачные».

Зои Кормье (Zoe Cormier) — научный журналист и писатель, специализирующийся на биологии и зоологии

Что такое микроб?

Микробы — это крошечные живые существа, невидимые для глаз человека. Несметное множество разновидностей микробов обитает повсюду — от верхних слоев атмосферы до дна океана.

Бактерии
Эта группа организмов по-настоящему правит миром. Бактерий можно найти на каждом сантиметре планеты — и в океане, и внутри любого живого существа. На каждую человеческую клетку в вашем организме приходится десять клеток бактерий. В одном только кишечнике их целый килограмм. А на каждого человека, живущего на Земле, приходится по 50 тонн бактерий.

Археи
Археи (по-гречески это название означает «древние») были отделены от бактерий и классифицированы как отдельное царство только в 1977 году. Раньше считалось, что эти простые и очень древние микробы живут только в экстремальных условиях вроде гейзеров и ледников, однако сейчас известно, что их можно найти повсеместно — даже в человеческом пупке.

Простейшие
Простейшие, или протисты, устроены чуть сложнее, чем бактерии, и вместе с растениями, животными и грибами принадлежат к группе эукариот. Тем не менее, эти одноклеточные организмы во многом напоминают бактерий — в том числе способностью вызывать заболевания, например малярию и сонную болезнь.

Грибы
Грибы крайне разнообразны: от гигантских сетей микоризы, простирающихся между древесными корнями, до крошечных одноклеточных, таких как дрожжи, плесень и Penicillium, выделяющий антибиотик пенициллин. Грибы помогают растениям расти, а пекарям — печь хлеб, вырабатывают антибиотики и отравляют нас галлюциногенами — словом, это самые беспокойные и непредсказуемые из малюток.

Как вырабатывается устойчивость к антибиотикам

1. Гены устойчивости к антибиотикам обычно встречаются в популяции бактерий в небольшом количестве. Но в отсутствие антибиотиков эти гены не дают никакого преимущества, поэтому остаются немногочисленными.
2. Популяцию обрабатывают антибиотиком, который убивает большую часть бактерий, не имеющих природной устойчивости. Только те, у кого такая устойчивость есть, могут пережить обработку лекарством.
3. Невосприимчивые к антибиотику бактерии размножаются, как обычно. Поскольку бактерии делятся очень быстро, вскоре большая часть популяции становится устойчивой.
4. Если популяцию снова обработать антибиотиком, он почти не подействует. Редко встречавшаяся природная устойчивость теперь широко распространилась, и лекарство становится бесполезным.

Если вы нашли ошибку или опечатку выделите ее и нажмите Shift + Enter или нажмите здесь чтобы сообщить нам.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *