Новость

Как бактерии туберкулеза вырабатывают устойчивость к антибиотикам

Эпигенетика – это наука о наследуемых изменениях в экспрессии генов, которые не затрагивают соответствующие изменениям последовательности ДНК. Такие изменения влияют только на физическую структуру ДНК через процесс метилирования, то есть модификации молекулы ДНК, которая предотвращает или, наоборот, способствует экспрессии определенных генов.

В своей работе исследователи Университета штата Калифорния в Сан-Диего описали обнаруженный ими феномен быстрой ответной реакции как «межклеточное мозаичное метилирование»: в ходе этого процесса M . tuberculosis создает многочисленные субпопуляции, каждая из которых имеет свой собственный фенотип. Несмотря на то, что антибиотики могут убивать большую часть этих мутировавших субпопуляций, как минимум несколько умудряются выжить и развить антибиотикорезистентность.

Сегодня туберкулез входит в десятку основных причин смерти, убивая до 1,5 миллионов человек ежегодно (а заболевает им около 10 миллионов человек каждый год). Команда Валафара собрала сотни образцов бактерий, выработавших антибиотикорезистентность, у пациентов из Индии, Китая, Филиппин, Южной Африки и Европы. Антибиотикорезистентность обычно вызывается мутациями в генах, однако M . tuberculosis – один из немногих организмов, задействующих другие механизмы для обеспечения быстрой адаптации.

Исследователи обнаружили, что у бактерий не было штампов и крайне редко встречалось метилирование ДНК. С помощью современных технологий сравнения генома и эпигенома они смогли идентифицировать вариации в клетках в одной колонии микроорганизмов, включая крохотные изменения, которые, тем не менее, повлияли на экспрессию генов. По словам Валафара, это открытие даст новый подход к диагностике и лечению смертельного заболевания.

Сегодня туберкулез лечится с применением двух типов антибиотиков: бактериостатиков, которые предотвращают размножение бактерий, но не убивают их, и бактерицидов, которые убивают. Если ученым удастся заблокировать механизм диверсификации бактерий, то можно будет подавлять кратковременную сопротивляемость лекарствам и убивать бактерии до того, как они мутируют и разовьют долговременную антибиотикорезистентность.

Источник: https://phys.org/news/2020-11-tb-bacterium-rapid-resistance-antibiotics.html