Christopha Burgstedta/Shutterstock

Podczas gdy nasz układ odpornościowy i antybiotyki świetnie sprawdzają się, pomagając nam zwalczać zagrażające życiu infekcje, pojawienie się odporność na antybiotyki szybko utrudnia wyleczenie powszechnych infekcji, które kiedyś były łatwe do wyleczenia. Oporność na antybiotyki ma miejsce, gdy bakterie ewoluują i przetrwają leczenie zaprojektowane w celu ich wyeliminowania – a następnie rozmnażają się lub przekazują tę oporność innym bakteriom.

Obecnie prowadzonych jest wiele badań mających na celu znalezienie sposobów zapobiegania rozprzestrzenianiu się oporności na antybiotyki. Ale wciąż jest wiele pytań, na które badacze nie mają odpowiedzi. Jednym z takich pytań jest wiedza o tym, jak w czasie rzeczywistym rozwija się w człowieku opór. Wiedza o tym, co dzieje się w organizmie podczas infekcji, może nam pomóc w opracowaniu lepszych metod leczenia antybiotykooporności.

W naszym Niedawno opublikowane badaniezbadaliśmy populację bakterii w płucach pacjenta oddziału intensywnej terapii, który miał infekcję płuc wywołaną przez pospolity rodzaj bakterii, Pseudomonas aeruginosa. Byliśmy w stanie zaobserwować w czasie rzeczywistym, jak zarówno szybka ewolucja bakterii opornych na antybiotyki, jak i działanie układu odpornościowego, były ważne w określaniu wyniku infekcji pacjenta.

Zastosowaliśmy szereg technik i eksperymentów, które mierzyły wzrost bakterii i wszelkie zmiany oporności na antybiotyki, które wystąpiły podczas infekcji. Połączyliśmy te eksperymenty z technikami sekwencjonowania genomu, aby zidentyfikować zmiany w bakteryjnym kodzie genetycznym. To powiedziało nam, jak rozwija się bakteria i czy wykształciła oporność na antybiotyki.

Zmierzyliśmy również liczbę cząsteczek układu odpornościowego obecnych w płucach, z którymi walczą Pseudomonas aeruginosa. Próbki z płuc były analizowane co kilka dni – co pozwalało na uchwycenie w wysokiej rozdzielczości zachodzących zmian. Ujawniło to z niespotykaną dotąd szczegółowością, w jaki sposób układ odpornościowy odegrał rolę w tłumieniu wyewoluowanych bakterii opornych na antybiotyki.

Odkryliśmy, że bakterie w płucach stały się wysoce odporne na jeden z antybiotyków stosowanych do ich eliminacji. Bakterie te wyewoluowały odporność poprzez mutację i modyfikację składników ich ściany komórkowej (zewnętrznej warstwy otaczającej komórkę). Stwierdzono nawet, że niektóre bakterie zmodyfikowały punkt wejścia w ścianie komórkowej używany przez antybiotyki do ich niszczenia. Stwierdzono, że inne zmodyfikowały element strukturalny tej warstwy.

Modyfikacja punktu wejścia znacznie zwiększyła oporność na antybiotyki, ale również sprawiła, że ​​bakterie były mniej sprawne. To spowodowało ich wolniejszy wzrost. Te wysoce oporne bakterie szybko zniknęły z populacji po zakończeniu leczenia antybiotykami, zastąpione bardziej sprawnymi i szybciej rosnącymi krewnymi.

Ale bakterie, które tylko zmodyfikowały element strukturalny ich ściany komórkowej, miały zwiększoną oporność na antybiotyki – bez żadnych kosztów dla ich przeżycia. W rzeczywistości byli w stanie szybciej rosnąć. Gdyby te bakterie zostały przekazane innej osobie, byłyby w stanie wywołać infekcje, które są trudniejsze do leczenia antybiotykami. Bakterie te pozostały w płucach – nawet po wymianie ich mniej sprawnych krewnych.

Układ odpornościowy

Tutaj układ odpornościowy był naprawdę ważny.

Zanim dana osoba była leczona antybiotykami, odkryliśmy, że populacja bakterii wywołujących infekcję już zaczęła spadać. To pokazało nam, że układ odpornościowy wykonuje swoją pracę. Dzięki temu antybiotyki były również skuteczniejsze, ponieważ lepiej działają na małe populacje bakterii.

Jednak infekcja bakteryjna pojawiła się ponownie około 11 dni po ostatnim wykryciu – i to z mutantami opornymi na antybiotyki. Po raz pierwszy układ odpornościowy współpracował z antybiotykami. Tym razem nie podano żadnych nowych antybiotyków, a nasze badania wykazały, że układ odpornościowy był w stanie samodzielnie zwalczyć infekcję.

Co najważniejsze, ujawniło to, że naturalna odporność była w stanie zniszczyć populację bakterii opornych na antybiotyki, które pojawiły się po pierwszym cyklu leczenia antybiotykami.

Nie możemy być w 100% pewni, czy zmutowane bakterie zostały lub nie zostały przekazane innym ludziom, ale im mniej bakterii są na wysokim poziomie w płucach, tym mniej prawdopodobne jest, że zostaną przekazane. Takie infekcje mogą być przenoszone przez pacjenta kaszlącego i wydalającego bakterie z płuc i tak dalej.

Nasze odkrycia sugerują, że naturalna odporność może tłumić odporność podczas infekcji i ograniczać przenoszenie opornych szczepów między pacjentami. W przyszłości wykorzystanie tego powiązania może pomóc nam w opracowaniu nowych środków terapeutycznych do stosowania przeciwko szkodliwym bakteriom – i może pomóc nam lepiej zapobiegać rozprzestrzenianiu się bakterii opornych na antybiotyki.

O Autorach

Rachel Wheatleydoktor habilitowany w dziedzinie ewolucji bakteryjnej, University of Oxford i Julio Diaza Caballerodoktor habilitowany w dziedzinie genomiki drobnoustrojów, University of Oxford

Powiązane książki:

Ciało utrzymuje wynik: mózg, umysł i ciało w leczeniu traumy

przez Bessela van der Kolka

Ta książka bada powiązania między traumą a zdrowiem fizycznym i psychicznym, oferując spostrzeżenia i strategie leczenia i powrotu do zdrowia.

Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić

Oddech: nowa nauka o utraconej sztuce

przez Jamesa Nestora

Ta książka bada naukę i praktykę oddychania, oferując spostrzeżenia i techniki poprawy zdrowia fizycznego i psychicznego.

Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić

Paradoks roślin: ukryte zagrożenia w „zdrowej” żywności, które powodują choroby i przyrost masy ciała

przez Stevena R. Gundry'ego

Ta książka bada powiązania między dietą, zdrowiem i chorobami, oferując spostrzeżenia i strategie poprawy ogólnego stanu zdrowia i dobrego samopoczucia.

Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić

Kod odpornościowy: nowy paradygmat prawdziwego zdrowia i radykalnego przeciwdziałania starzeniu się

autorstwa Joela Greene'a

Ta książka oferuje nowe spojrzenie na zdrowie i odporność, opierając się na zasadach epigenetyki i oferując spostrzeżenia i strategie optymalizacji zdrowia i starzenia się.

Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić

Kompletny przewodnik po poście: uzdrawiaj swoje ciało poprzez post przerywany, co drugi dzień i przedłużony

autorstwa dr Jasona Funga i Jimmy'ego Moore'a

Ta książka bada naukę i praktykę postu, oferując spostrzeżenia i strategie poprawy ogólnego stanu zdrowia i dobrego samopoczucia.

Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić

Artykuł został opublikowany ponownie Konwersacje na licencji Creative Commons. Przeczytać oryginalny artykuł.