Bakterie w naturalny sposób dostosowują się do różnych bodźców środowiskowych, a gdy mutują, zmiany te mogą uczynić je odpornymi na leki, które zabijają lub spowalniają ich wzrost.

W niedawnym artykule opublikowanym w Genetyka PLoS, mikrobiolog z UCF College of Medicine, dr Salvador Almagro-Moreno, odkrywa ewolucyjne źródła oporności na środki przeciwdrobnoustrojowe (AMR) u bakterii. Jego badania nad bakterią wywołującą cholerę, Vibrio cholerae, dostarczają wglądu w rozszyfrowanie, jakie warunki muszą zaistnieć, aby czynniki zakaźne stały się odporne.

„W jaki sposób AMR występuje w populacjach bakterii i ścieżki prowadzące do tych nowych cech są nadal słabo poznane” – powiedział. „Stwarza to poważne zagrożenie dla zdrowia publicznego, ponieważ rośnie oporność na środki przeciwdrobnoustrojowe”.

Dr Almagro-Moreno badał genetyczne warianty białka OmpU znajdującego się w błonach bakteryjnych. Korzystając z metod obliczeniowych i molekularnych, jego zespół odkrył, że kilka mutacji OmpU w bakteriach cholery doprowadziło do oporności na liczne środki przeciwdrobnoustrojowe.

Ta oporność obejmowała peptydy przeciwdrobnoustrojowe, które działają jako mechanizmy obronne w jelitach człowieka. Naukowcy odkryli, że inne warianty OmpU nie zapewniały tych właściwości, co czyni białko idealnym systemem do rozszyfrowywania określonych procesów zachodzących w celu uodpornienia niektórych bakterii na środki przeciwdrobnoustrojowe.

Porównując warianty oporne i wrażliwe na antybiotyki, naukowcy byli w stanie zidentyfikować określone części OmpU związane z pojawieniem się oporności na antybiotyki. Odkryli również, że materiał genetyczny kodujący te warianty, wraz z powiązanymi cechami, może być przekazywany między komórkami bakteryjnymi, zwiększając ryzyko rozprzestrzeniania się oporności na środki przeciwdrobnoustrojowe w populacjach pod presją antybiotyków.

Dzięki zrozumieniu, w jaki sposób zachodzą mutacje, naukowcy mogą lepiej zrozumieć i opracować środki terapeutyczne do zwalczania opornych infekcji. Dr Almagro-Moreno przygląda się również czynnikom środowiskowym, takim jak zanieczyszczenie i ocieplenie oceanów, jako możliwym przyczynom powstawania opornych bakterii. „Badamy różnorodność genetyczną populacji środowiskowych, w tym izolatów z wybrzeża Florydy, aby opracować nowe podejście do zrozumienia ewolucji oporności na środki przeciwdrobnoustrojowe” – wyjaśnił.

Zrozumienie bakterii wywołujących cholerę, ostrą biegunkę związaną z zakażoną wodą i żywnością, ma globalne implikacje. Choroba dotyka do 4 milionów ludzi na całym świecie, a ciężkie przypadki mogą spowodować śmierć w ciągu kilku godzin.