Cercetare: Posibilă descoperire a mecanismului fizic prin care dozele mari de antibiotice duc la răspândirea rezistenței acestora între bacterii

0
89

Inginerii biomedicali de la Universitatea Duke cred că au descoperit mecanismul fizic care face ca dozele mari de antibiotice să sporească răspândirea rezistenței acestei clase de medicamente între bacterii.

Cauza ar fi o supra-abundență de ”gene săritoare”, numite transpozoni, care poartă instrucțiunile genetice pentru rezistența de la codul sursă al celulei la plasmidele care circulă între celule, potrivit sciencedialy.com.

”Există o mulțime de dovezi care sugerează că agenții patogeni umani au probabil rezistență la antibiotice de la alte specii care trăiesc în mediul natural”, a spus Lingchong You, profesor de inginerie biomedicală la Duke.

”În mod intuitiv, este logic că nivelurile ridicate de antibiotice în aceste medii facilitează trecerea genelor de rezistență de la cromozomi la plasmide, astfel încât acestea să se poată răspândi, dar mecanismul de bază nu a fost niciodată testat direct. Aici intervine munca noastră”, a mai adăugat acesta.

Se știe deja că această creștere a rezistenței la antibiotice la agenții patogeni umani a coincis cu o utilizare tot mai frecventă a antibioticelor în activități industriale la scară largă, cum ar fi agricultura și producția. În timp ce genele care oferă rezistență par a fi relativ noi pentru acești agenți patogeni, unele datează de milioane de ani în bacterii care trăiesc în anumite ecosisteme sălbatice. Împreună cu experimentele care arată că nivelurile ridicate de antibiotice promovează răspândirea rezistenței atât în ​​interiorul, cât și între speciile bacteriene, este ușor să se tragă concluzia că agenții patogeni umani au dobândit aceste gene de rezistență din mediu din cauza nivelului său în creștere de antibiotice, potrivit sursei citate.

În timp ce cauza și efectul par clare, cercetările nu au stabilit niciodată cu fermitate mecanismele care stau la baza, potrivit profesorului You. Oamenii de știință știu că mănunchiuri mici de ADN, care plutesc liber, numite plasmide, poartă gene de rezistență între celule. Cercetările proprii, totuși, au arătat că prezența antibioticelor nu crește rata la care plasmidele efectuează aceste schimburi de gene. În acest context, cercetătorii s-au întrebar care este forța fundamentală care conduce această selecție naturală.

În noua lucrare, profesorul You și doctorandul său Yi Yao arată că acest mecanism misterios ar putea fi selecția mediată de antibiotice asupra ”genelor săritoare”, numite transpozoni, care transportă genele de rezistență de la cromozomii celulei la plasmide.

”Experimentele lui Yi au fost concepute pentru a testa această posibilă cale care explică modul în care diferiți agenți patogeni obțin rezistență de la speciile de mediu”, a spus You.

”Și a demonstrat că nu numai că este posibil, ci și foarte probabil”, a mai adăugat acesta.

Transpozonii sunt bucăți minuscule de ADN care sar în mod constant în interiorul unei celule. Ei pot sări din loc în loc în baza de date genetică centrală a unei celule și pot sări din baza de date a ADN-ului la plasmidele mai mari capabile să călătorească între celule sau invers. Acest lucru poate duce la cromozomi sau plasmide care conțin multe copii ale acelorași modele genetice.

Într-o serie de experimente, Yao a expus celule rezistente la diferite tipuri de antibiotice la o serie de concentrații ale acelui antibiotic. Pe măsură ce concentrația a crescut, invariabil a venit un moment în care celulele care transportau plasmide cu mai multe copii ale genelor de rezistență au început să concureze pe semenii lor.

Nu este clar, totuși, dacă nivelurile mai ridicate de antibiotice determină în mod direct transpozonii de rezistență din aceste celule să devină mai activi. Mai degrabă, demonstrează că, dacă saltul de transpozon are deja loc, selecția antibioticelor ar îmbogăți întotdeauna populația care conține gene de rezistență care au sărit la plasmide.

Nivelurile de antibiotice necesare pentru a începe să conducă această selecție, spun cercetătorii, variază foarte mult între specii și medicamentele specifice în cauză. Dar acest interval nu este neobișnuit în mediile naturale de astăzi, oferind potențial presiunea necesară pentru ca agenții patogeni umani să preia genele de rezistență cu mai multă regularitate.

”Acum lucrăm pentru a demonstra că această dinamică are loc în mod activ în medii reale precum spitalele și nu doar într-un vas Petri”, a spus You.

”Vrem, de asemenea, să vedem dacă putem folosi aceste cunoștințe pentru a selecta în mod selectiv fluxul de gene pentru a optimiza bacteriile proiectate pentru utilizări industriale”, a mai spus acesta.

Articolul precedentOMS menține răspândirea COVID-19 ca urgenţă sanitară internaţională
Articolul următorStudiu: Grupa de sânge poate oferi informații despre riscul apariției cheagurilor de sânge la persoanele cu cancer