Наука Глубоко в недрах древней пещеры в Нью-Мексико микробиологи обнаружили около сотни видов бактерий, которым совершенно не страшны современные антибиотики.
Бактерии покрывают стены системы пещер Лечугия, которая уходит на 487 метров под землю. До настоящего времени эти формы жизни не сталкивались ни с человеком, ни тем более с антибиотиками.
Толстый свод пещеры был изолирован примерно между 4 и 7 миллионами лет назад. Для того чтобы вода просочилась в пещеру, потребовалось примерно 10 тысяч лет, а это значит, что подземная жизнь пещеры долгое время существовала совершенно изолированно.
Хотя бактерии из пещеры являются безвредными для человека, они могут сопротивляться разнообразным классам антибиотиков, включая новые синтетические препараты. Это открытие ставит перед учеными задачу понять, каким образом возникают лекарственно-устойчивые болезни.
"Клинические микробиологи долгое время были в тупике. Если вы приносите в больницу новый антибиотик, устойчивость к нему непременно возникнет в течение нескольких месяцев или лет, - говорит автор исследований Герри Райт (Gerry Wright), химик-биолог из Университета Макмастера в Онтарио. – Все еще остается вопрос: как так получается? Практически никто не думал рассмотреть неболезнетворные бактерии".
Проблема "сверхинфекта"
Лечугия – одна из самых глубоких пещерных систем в мире. Она расположена на территории национального парка Карлсбадские пещеры. Достигая длины 209 километров, Лечугия занимает 7-е место среди самых длинных пещер.
В 1984 году, подозревая, что где-то в этих местах имеется пещера, исследователи стали раскапывать старую шахту и спустя несколько лет обнаружили вход в пещеру. В 1986 году они пробрались в недра пещеры, открыв мир, нетронутый человеком.
Управление национальных парков США строго запретило посещать пещеру, но в 2008 году позволило геомикробиологу Хэйзелу Бартону (Hazel Barton) из Университета Северного Кентукки и его команде ученых проникнуть в пещеру и взять образцы микробов в ней.
Бартон взял образцы биоплёнки – тонкого слоя микроорганизмов, которые находились на стенах, и отправил их в лабораторию, где он и его коллеги в течение 3 лет подвергали бактерии воздействию различных антибиотиков.
Болезнетворные бактерии вырабатывают удивительную резистентность к различным классам антибиотиков, которые используются для борьбы с ними. Эти микробы получили название сверхинфект. Они способны уничтожать или блокировать натуральные или синтетические компоненты антибиотиков.
Сверхинфектов часто можно обнаружить в больнице и на скотоводческих фермах, где часто используются антибиотики. В подобной среде сильное эволюционное давление заставляет бактерии вырабатывать сопротивляемость к огромному количеству разных препаратов довольно быстро.
Каким образом это происходит, пока точно неизвестно, превосходство генов, способных бороться с антибиотиками, должно развиваться тысячи и миллионы лет, но оно появляется очень быстро.
Ответ на этот вопрос может быть в том, что бактерии постоянно обмениваются, получают и крадут гены у других бактерий в своей среде. Многие микробиологии подозревают, что непатогенные бактерии выступают в роли "бассейнов" древних генов устойчивости, которые ожидают, когда их передадут болезнетворным бактериям.
Новые исследования Райт были построены на предыдущей работе, в ходе которой ученые обнаружили бактерии с генами устойчивости в первичных почвах, нетронутых человеком, нормальных почвах и вечной мерзлоте. Райт захотел пойти дальше и доказать, что гены устойчивости были еще у древних микробов, а не развились со временем.
Исследования дали понять, что эти гены очень старые. Однако не совсем понятно, каким образом они появляются у бактерий в больницах. Возможно, исследования Райта помогут в ближайшем будущем понять происхождение генов устойчивости.
