E bine să știi: O bacterie întâlnită în sistemul digestiv uman poate să transfere rezistența la antibiotice către alte bacterii
foto: agerpres.ro
Rezistenţa la antibiotice se răspândeşte cu repeziciune în întreaga lume. Atunci când bacteriile care pot provoca infecţii suferă anumite mutaţii şi apoi se multiplică, pot deveni rezistente până şi la cele mai puternice antibiotice. Noi cercetări în domeniu au dezvăluit o nouă şi îngrijorătoare metodă prin care rezistenţa la antibiotice se poate răspândi - un microorganism din sistemul digestiv uman care îşi poate transmite rezistenţa la medicamente către alte bacterii prezente în microbiom, conform unui material publicat marţi de Live Science, transmite agerpres.ro.
În iunie 2012, un bărbat în vârstă de 35 de ani din Sao Paulo, Brazilia, a fost internat cu probleme grave de sănătate. În afara unui diagnostic de cancer de piele, el a aflat de la medici că are şi o infecţie bacteriană potenţial mortală. Medicii i-au oferit simultan un tratament împotriva cancerului prin chemoterapie şi unul antibacterian, cu antibiotice. Tratamentul cu antibiotice părea să aibă rezultate bune, însă după o lună, pacientul a început din nou să aibă stări febrile.
Conform analizelor, pacientul a contractat o superbacterie rezistentă la antibiotice - MRSA (Staphylococcus aureus rezistent la meticilină). În consecinţă medicii au apelat la un antibiotic extrem de puternic, vancomicină, din clasa celor considerate a fi "ultima linie de apărare" împotriva unor astfel de infecţii. Această tulpină de MRSA nu dispunea iniţial de rezistenţă la vancomicină, dar până în luna august a aceluiaşi an devenise deja rezistentă, tratamentul cu vancomicină devenind ineficient.
Oamenii de ştiinţă au înţeles ulterior că respectiva tulpină MRSA nu a dobândit această rezistenţă printr-o simplă mutaţie, ci a primit o porţiune întreagă de informaţie ADN. Prin această informaţie, proteinele bacteriei au învăţat cum să protejeze bacteria de acţiunea destructivă a antibioticului. Cercetătorii au rămas să se întrebe de unde provenea acest transfer de ADN.
Ulterior au descoperit că la originea acestui transfer de ADN se afla o altă bacterie, o prezenţă comună în microbiomul uman: Enterococcus faecalis. De obicei, această bacterie colonizează părţi ale tractului digestiv, fără a provoca îmbolnăviri. Tractul digestiv este un adevărat univers bacterian, găzduind trilioane de bacterii ce se implică în realizarea funcţiei digestive, printre altele. Acest aşa-numit microbiom este extrem de important pentru menţinerea sănătăţii organismului.
Atunci când pacienţi cu sisteme imunitare slăbite urmează tratamente cu antibiotice, acestea ucid fără să discrimineze bacteriile care formează microbiomul. În aceste condiţii, unele dintre bacteriile rezistente la antibiotice ajung să colonizeze zone extinse ale tractului digestiv, competiţia fiind înlăturată de acţiunea antibioticelor. Enterococcus faecalis este una dintre aceste bacterii care dispun de un mecanism natural de rezistenţă în ADN.
Atunci când celelalte colonii de bacterii sunt slăbite sau distruse de antibiotice şi când sistemul imunitar este prea slăbit, Enterococcus faecalis şi alte bacterii rezistente proliferează în tractul digestiv şi intră în contact unele cu altele, ajungând să facă schimb de informaţii prin transfer de ADN.
Acest lucru este cunoscut drept transfer orizontal de gene - copiile ADN sunt transferate de la o celulă la alta. Din nefericire, E. faecalis a ajuns astfel în postura de a face schimb de informaţii ADN cu bacteria rezistentă la meticilină MRSA.
E. faecalis a mai făcut un pas înainte pe drumul său evolutiv, transformându-se într-un adevărat dealer (pentru celelalte bacterii) de informaţii ADN care să le mărească rezistenţa la antibiotice. Unul dintre mecanismele genetice folosite de bacterii pentru a se proteja împotriva codurilor genetice nedorite este sistemul CRISPR-cas9, folosit şi de geneticieni ca modalitate de a edita anumite pasaje de cod ADN. Acest sistem este prima linie de apărare a bacteriilor în faţa unor agenţi potenţial periculoşi, aşa cum sunt virusurile.
Iniţial, bacteriile E. faecalis dispuneau şi ele de mecanismul CRISPR-cas9, însă au renunţat la el, astfel încât orice fel de ADN poate penetra peretele lor celular şi apoi rămâne acolo. Această strategie a fost riscantă din punct de vedere evolutiv, dar în cele din urmă a avut beneficii pentru E. faecalis care poate astfel obţine şi transmite mai departe, către alte bacterii, fragmente de material genetic. Astfel, Staphylococcus aureus rezistent la meticilină (MRSA) a devenit rezistent şi la puternicul antibiotic de ultimă instanţă vancomicină.
Antibioticele îndeplinesc un rol extrem de important în medicina alopată. Ele sunt folosite ca rutină împotriva bolilor infecţioase, sunt administrate preventiv în cazul intervenţiilor chirurgicale şi experţii susţin că au contribuit la creşterea speranţei de viaţă pe întreg globul cu cel puţin 20 de ani. Din aceste motive, găsirea unor soluţii la problema microorganismelor care dezvoltă rezistenţă la antibiotice este de importanţă covârşitoare pentru medicina alopată.
Din acest motiv, studierea şi înţelegerea mecanismelor bacteriei E. faecalis este de maximă importanţă, mai ales în contextul în care o mare parte din natura rezistenţei intrinseci a acestui microorganism la antibiotice extrem de puternice rămâne un mister. Frustrant pentru microbiologi, E. faecalis dispune de un as în mânecă atunci când este ameninţată de antibiotice. Dacă oamenii de ştiinţă reuşesc să-i şteargă un întreg segment ADN pentru a elimina o anumită funcţie, cum ar fi rezistenţa la antibiotice, E. faecalis a demonstrat că dispune de un alt segment ADN capabil să interpreteze acelaşi rol ca segmentul eliminat, menţinând astfel rezistenţa ridicată la antibiotice a acestui microorganism.
În continuare, prin secvenţiere succesivă a materialului ADN al acestei bacterii, oamenii de ştiinţă speră să identifice acele segmente ADN pentru care nu există backup şi care ar fi ţinte ideale pentru viitoare clase de antibiotice.
În iunie 2012, un bărbat în vârstă de 35 de ani din Sao Paulo, Brazilia, a fost internat cu probleme grave de sănătate. În afara unui diagnostic de cancer de piele, el a aflat de la medici că are şi o infecţie bacteriană potenţial mortală. Medicii i-au oferit simultan un tratament împotriva cancerului prin chemoterapie şi unul antibacterian, cu antibiotice. Tratamentul cu antibiotice părea să aibă rezultate bune, însă după o lună, pacientul a început din nou să aibă stări febrile.
Conform analizelor, pacientul a contractat o superbacterie rezistentă la antibiotice - MRSA (Staphylococcus aureus rezistent la meticilină). În consecinţă medicii au apelat la un antibiotic extrem de puternic, vancomicină, din clasa celor considerate a fi "ultima linie de apărare" împotriva unor astfel de infecţii. Această tulpină de MRSA nu dispunea iniţial de rezistenţă la vancomicină, dar până în luna august a aceluiaşi an devenise deja rezistentă, tratamentul cu vancomicină devenind ineficient.
Oamenii de ştiinţă au înţeles ulterior că respectiva tulpină MRSA nu a dobândit această rezistenţă printr-o simplă mutaţie, ci a primit o porţiune întreagă de informaţie ADN. Prin această informaţie, proteinele bacteriei au învăţat cum să protejeze bacteria de acţiunea destructivă a antibioticului. Cercetătorii au rămas să se întrebe de unde provenea acest transfer de ADN.
Ulterior au descoperit că la originea acestui transfer de ADN se afla o altă bacterie, o prezenţă comună în microbiomul uman: Enterococcus faecalis. De obicei, această bacterie colonizează părţi ale tractului digestiv, fără a provoca îmbolnăviri. Tractul digestiv este un adevărat univers bacterian, găzduind trilioane de bacterii ce se implică în realizarea funcţiei digestive, printre altele. Acest aşa-numit microbiom este extrem de important pentru menţinerea sănătăţii organismului.
Atunci când pacienţi cu sisteme imunitare slăbite urmează tratamente cu antibiotice, acestea ucid fără să discrimineze bacteriile care formează microbiomul. În aceste condiţii, unele dintre bacteriile rezistente la antibiotice ajung să colonizeze zone extinse ale tractului digestiv, competiţia fiind înlăturată de acţiunea antibioticelor. Enterococcus faecalis este una dintre aceste bacterii care dispun de un mecanism natural de rezistenţă în ADN.
Atunci când celelalte colonii de bacterii sunt slăbite sau distruse de antibiotice şi când sistemul imunitar este prea slăbit, Enterococcus faecalis şi alte bacterii rezistente proliferează în tractul digestiv şi intră în contact unele cu altele, ajungând să facă schimb de informaţii prin transfer de ADN.
Acest lucru este cunoscut drept transfer orizontal de gene - copiile ADN sunt transferate de la o celulă la alta. Din nefericire, E. faecalis a ajuns astfel în postura de a face schimb de informaţii ADN cu bacteria rezistentă la meticilină MRSA.
E. faecalis a mai făcut un pas înainte pe drumul său evolutiv, transformându-se într-un adevărat dealer (pentru celelalte bacterii) de informaţii ADN care să le mărească rezistenţa la antibiotice. Unul dintre mecanismele genetice folosite de bacterii pentru a se proteja împotriva codurilor genetice nedorite este sistemul CRISPR-cas9, folosit şi de geneticieni ca modalitate de a edita anumite pasaje de cod ADN. Acest sistem este prima linie de apărare a bacteriilor în faţa unor agenţi potenţial periculoşi, aşa cum sunt virusurile.
Iniţial, bacteriile E. faecalis dispuneau şi ele de mecanismul CRISPR-cas9, însă au renunţat la el, astfel încât orice fel de ADN poate penetra peretele lor celular şi apoi rămâne acolo. Această strategie a fost riscantă din punct de vedere evolutiv, dar în cele din urmă a avut beneficii pentru E. faecalis care poate astfel obţine şi transmite mai departe, către alte bacterii, fragmente de material genetic. Astfel, Staphylococcus aureus rezistent la meticilină (MRSA) a devenit rezistent şi la puternicul antibiotic de ultimă instanţă vancomicină.
Antibioticele îndeplinesc un rol extrem de important în medicina alopată. Ele sunt folosite ca rutină împotriva bolilor infecţioase, sunt administrate preventiv în cazul intervenţiilor chirurgicale şi experţii susţin că au contribuit la creşterea speranţei de viaţă pe întreg globul cu cel puţin 20 de ani. Din aceste motive, găsirea unor soluţii la problema microorganismelor care dezvoltă rezistenţă la antibiotice este de importanţă covârşitoare pentru medicina alopată.
Din acest motiv, studierea şi înţelegerea mecanismelor bacteriei E. faecalis este de maximă importanţă, mai ales în contextul în care o mare parte din natura rezistenţei intrinseci a acestui microorganism la antibiotice extrem de puternice rămâne un mister. Frustrant pentru microbiologi, E. faecalis dispune de un as în mânecă atunci când este ameninţată de antibiotice. Dacă oamenii de ştiinţă reuşesc să-i şteargă un întreg segment ADN pentru a elimina o anumită funcţie, cum ar fi rezistenţa la antibiotice, E. faecalis a demonstrat că dispune de un alt segment ADN capabil să interpreteze acelaşi rol ca segmentul eliminat, menţinând astfel rezistenţa ridicată la antibiotice a acestui microorganism.
În continuare, prin secvenţiere succesivă a materialului ADN al acestei bacterii, oamenii de ştiinţă speră să identifice acele segmente ADN pentru care nu există backup şi care ar fi ţinte ideale pentru viitoare clase de antibiotice.