Приобретенная микробами устойчивость к действию этих медикаментов уже уносит сотни тысяч человеческих жизней в год. Понимание того, как возникает этот иммунитет, и выявление обладающих им микроорганизмов имеют важнейшее значение для решения данной проблемы. Однако в природе огромное количество бактерий. Они населяют как человеческий организм, так и, например, сточные воды. Таким образом, перед исследователями стоит сложнейшая задача, и как справиться с ней, пока не до конца понятно. Чтобы разобраться в ситуации, некоторые ученые обратились за помощью к метагеномике. В результате выяснилось, что чаще всего устойчивые к антибиотикам бактерии концентрируются в больничных стенах.
Как и подразумевает её название, метагеномика является продолжением обычной геномики – изучения ДНК отдельного организма, в том числе посредством секвенирования. Метагеномика работает с геномом множества организмов сразу. Объектом изучения здесь могут становиться сотни видов микробов. Ученые затем сравнивают полученную информацию с имеющимися базами данных, выясняя, с какими организмами они имеют дело и насколько они распространены. Преимуществом данного метода является то, что исследователям не приходится выделять отдельные виды микробов и выращивать их в отдельных лабораторных емкостях, как того требуют большинство других научных технологий. И метагономика, как оказалось, весьма эффективна при изучении устойчивости бактерий к антибиотикам.
Очень многие исследования указывают на больницы как на основной источник генов резистентности. Особую тревогу вызывают сточные воды этих учреждений. Что, наверное, весьма логично, так как многим пациентам, находящимся на излечении, назначают антибиотики. Те оказываются в моче и прочих выделениях, после чего попадают в канализацию, а затем и в естественные водоемы. Если не обрабатывать эти отходы должным образом, устойчивые к антибиотикам микробы могут попасть в окружающую среду. Но для того, чтобы избавиться от них, очень желательно знать, с какими организмами имеешь дело. Секвенирование ДНК каждого отдельного вида в данном случае вряд ли возможно, и именно здесь на помощь может прийти метагеномика.
В августе 2021 года в журнале «Frontiers in Microbiology» были опубликованы результаты исследования, авторы которого с помощью интересующего нас метода изучили устойчивые к антибиотикам бактерии в неочищенных сточных водах трех лечебных учреждений. Здесь обнаружились 34 гена резистентности. В двух больницах общего профиля бактерии были схожи, в третьей же, специализировавшейся на лечении полости рта, «букет» был несколько иным. Понятно, что располагая подобной информацией, можно оптимизировать способы обработки сточных вод.
Дело этим, однако, не ограничивается. Как выяснилось, распространение устойчивых к действию антибиотиков бактерий происходит не только через воду, но и по воздуху. Все в том же 2021 году в журнале «Chemical Engineering» появилась статья, авторы которой с помощью метагеномики выяснили, что эти микробы легко распространяются в оживленных коридорах лечебных заведений. Также в данном случае были определены конкретные категории бактерий, на борьбе с которыми можно бы было сосредоточиться.
Устойчивые к антибиотикам бактерии выявляются в последнее время повсюду: в почве, природных водоемах, даже в человеческом желудке. В исследовании 2016 года с помощью метагеномики ученые идентифицировали 46 генов резистентности в кале семи пациентов больницы и одного здорового добровольца. Причем проблема заключалась в отсутствии соответствия лекарствам, принимавшихся испытуемыми. То есть ученые не увидели адаптации кишечных бактерий к конкретным медикаментам. По всей видимости, микробы попали в организм людей из больничной среды и, возможно, даже в условиях повседневной жизни. Именно поэтому необходимо следить за ними. Если они действительно уже повсюду, очень важно понимать, откуда они берутся и как распространяются. Только так можно будет в конечном итоге определиться, как с ними бороться.
