Kooba mikroob osutub "suuraduks"

Miljonite aastate jooksul on isoleeritud koobastbakterid resistentsed 26 antibiootikumi suhtes

Vaade Lechugilla koopa "lühtri ballisaali". Koobasüsteemi pikkus on 200 kilomeetrit ja see valmis välismaailmast miljonite aastate jooksul. © Dave Bunnell / CC-by-sa 2, 5 gen
ettelugemist

Supermikroob pimedast koobast: New Mexico Mehhiko Lechugilla koopas on avastanud teadlased bakteri, mis on vastupidav 26 antibiootikumi suhtes. Samuti on sellel viis täiesti tundmatut takistusmehhanismi. Hämmastav on see, et need mikroobid olid välismaailmast enam kui neli miljonit aastat. Seetõttu ei saa kokkupuude antibiootikumidega olla selle resistentsuse põhjustaja.

Üha enam patogeene on muutumas antibiootikumide suhtes resistentseks. Paljud neist "superbakteritest" ei suuda seda enam võidelda. Progressiivse resistentsuse põhjustajaks on ennekõike antibiootikumide kontrollimatu kasutamine tõuaretuses ja meditsiinis. Resistentsus mullabakterite ja isegi igikeltsa mikroobide vastu, mis on külmunud 30 000 aastat, tõestab aga, et biokeemiline kaitse antibiootikumide vastu ei ole mikroobide kaasaegne leiutis.

Mikroobide elu looduspärandi koopas

Spetsiaalsed antibiootikumiresistentsuse rekordiomanikud avastasid Kanada McMasteri ülikoolist Gerry Wrighti ja tema kolleegid 2012. aastal New Mexico Mehhiko Lechugilla koopas. See tohutu koopasüsteem ulatub üle 200 kilomeetri ja ulatub hea 500 meetri sügavusele. See on UNESCO maailmapärandi nimistus.

Mõned koopaosad on vähemalt nelja miljoni aasta jooksul pinnalt ära lõigatud, väidavad teadlased. Sellest hoolimata on koopas baktereid. Nad võidavad oma energia keemiliste protsesside käigus koopakivikaldal ja seal, kuid meditsiinilisi ega looduslikke antibiootikume selles keskkonnas ei eksisteeri. Sellegipoolest on mõned neist mikroobidest isegi mitme ravimi suhtes vastupidavad, nagu testid on näidanud.

Umbes 300 meetrit maapinnast avastasid teadlased perekonna Paenibacillus bakterid. W Max Wisshak

Immuunne 26 antibiootikumi suhtes

Wright ja tema kolleegid on nüüd vaadanud ühte neist bakterikoobaste elanikest. Paenibacillus sp. pärineb kaugest koopaosast umbes 300 meetri sügavusele. Selle resistentsuse testimiseks paljastavad teadlased seda mikroobi 40 erineva antibiootikumiga. Need algavad bakterite väga erinevatest rakuprotsessidest kuni abzuzut teni. kuva

Üllatav tulemus: 40-st antibiootikumist 26 ei saanud Paenibacillust kahjustada - see oli tavapäraselt surmavate bakteritoksiinide suhtes täiesti immuunne. Ja mitte ainult, et tema vastupidavus ületas isegi kurikuulsa haigla staphi Staphylococcus aureus (MRSA) oma. Ka perekonna Paenibacillus sugulased olid pinnalt palju vastuvõtlikumad kui koobamikroobid.

Vastupidav miljonitele aastatele

Aga miks? Kuidas arendab miljonitest aastatest kõigist antibiootikumidest isoleeritud mikroob nende mikroobide vastu kaitsemehhanisme? Selle teada saamiseks analüüsisid teadlased geene ja mehhanisme, mis muudavad elava Paenibacilluse immuunseks.

See näitas: Paenibacillus kasutab antibiootikumide mõju eest kaitsmiseks mitmesuguseid meetodeid. Nagu Wright ja tema kolleegid väidavad, on mõned neist resistentsusmehhanismidest sarnased mullas levivate pisikutega. Viis kaitsemehhanismi polnud aga varem teada. Geenianalüüsist selgus ka, et bakter on oma vastupanuvõime olnud miljonite aastate jooksul.

Teadlased on seega selged: Lechugilla koopast pärit Paenibacilluse "üliroos" ei ole tänapäevase meditsiini mõjul suutnud oma hämmastavaid kaitsevahendeid omandada. Selle asemel on sellise resistentsuse geenid eksisteerinud kauem, kui inimesed meile annavad. Kuid see, miks see mikroob on neid kaitsemehhanisme säilitanud ja isegi eraldatud koopas isegi laiendanud, jääb praegu veel mõistatuslikuks. (Nature Communications, 2016; doi: 10.1038 / ncomms13803)

(McMasteri ülikool, 09.12.2016 - MTÜ)