Резистентность к антибиотикам: бактерии из склепа
Группа ученых калифорнийского университета совместно с итальянскими и пуэрториканскими исследователями провела геномный анализ остатков кишечной микрофлоры пяти мумий инков и трех итальянцев X–XVIII веков. Ученые обнаружили устойчивость в отношении антибиотиков пенициллинового ряда, тетрациклинов и ванкомицина.
Результаты говорят о том, что устойчивость к антибиотикам появилась задолго до их эры, которая началась с успеха микробиолога Александра Флеминга. Эволюция антибиотикорезис-тентности (способности микробов противостоять действию антимикробных средств, в том числе и антибиотиков) длится уже пару миллиардов лет, так как основой для большинства антибиотиков в древности послужили природные соединения, которые находились в окружающей среде, например, в почве.
Чтобы проверить, есть ли у человека устойчивость к определенным антибиотикам, в настоящее время нужно взять у него биологический материал – мазок, слюну и др., в зависимости от предварительного диагноза и типа инфекции. Затем нужно вырастить бактерии из такого материала на специальной среде и применить к ним антибиотики. С мумиями так сделать не получится – те бактерии, которые в них были, уже умерли. Поэтому авторы статьи везде пишут, что, исходя из выявленных ими вариантов бактериальных генов, бактерии предполагаемо являются антибиотикорезистентными – проверить, действительно ли те бактерии были таковыми, невозможно.
Оригинальная статья: Santiago-Rodriguez, Т.М.; Forna-ciari, G.; Luciani, S.; Toranzos, G.A.; Marota, I.; Giuffra, V.; Cano, R.J. Gut Microbiome and Putative Resistome of Inca and Italian Nobility Mummies. Genes 2017, 8, 310. https://doi. org/10.3390/genes8110310
Другое дело, что результатом чрезмерного использования антибиотиков в XX веке, бесконтрольного и бессистемного их употребления стало ударное и глобальное распространение устойчивости к широкому спектру лекарств.
Бактерии размножаются очень быстро, а значит, все изменения, которые есть в их генах, они также быстро передают потомкам. Кроме того, бактерии просто могут обмениваться друг с другом генами. Резистентность к антибиотикам – это естественная особенность некоторых бактерий, и она тоже заложена в генах. Значит, такие бактерии будут существовать в любом случае. Однако, когда мы применяем антибиотики, многое зависит как от их количества, так и от того, что именно умеют бактерии в плане сопротивления. Именно те бактерии, которые после применения антибиотиков выживают, размножаются дальше. Значит, чем больше мы будем применять антибиотики при любой простуде, тем меньше они будут действовать, когда и правда нам понадобятся.
В этом открытии значится еще и тот факт, что кишечник, а именно его микробиом, – хранилище генов антибиотикоустойчивости. И здесь напрашивается вопрос о том, почему именно появились эти гены? Какие факторы на это повлияли? Пока вопрос остается открытым [4].
Неандертальцы вернули древние гены
Первые предки неандертальцев и денисовцев покинули Африку 500 тыс. лет назад, до появления человека разумного. Все эти тысячи лет они хранили аллели.
В тот момент, когда предки современных людей пришли на евразийский континент и пересеклись с ними, прошло около 400–450 тыс. лет. Сапиенсы на тот момент составляли лишь около 20 % от числа людей, которые вышли из Африки. В результате «бутылочного горлышка», то есть сокращения генетического разнообразия вида из-за сокращения его численности, они несли в себе малую часть генов общего предка.
То есть многие архаичные аллели в человеке разумном не дошли до Евразии. Неандертальцы и денисовцы, с которыми скрещивались сапиенсы, вернули архаичные гены предкам современного человека.
В результате анализа ДНК современных людей, сделанного в рамках проекта «1000 геномов», часть переданных от неандертальцев генов условно разделили на две группы [5].
Первая группа – это аллели, которые характеризуют общего предка неандертальцев и современных людей, но отсутствуют у евразийцев, которые пришли в Евразию. Они вернулись к ним позже в результате скрещивания с неандертальцами.
Вторая группа – это аллели, которые отсутствовали у общего предка неандертальцев и современных людей и возникли только у неандертальцев, а сейчас присутствуют у всех жителей Евразии. Примечательно, что эти аллели не характеризуют некоторые народы Африки.
У разных евразийцев количество аллелей первой и второй групп неодинаково.
Если в Восточной Азии преобладают варианты генов первой группы, а в Европе – второй, то в Южной Азии и те и другие представлены в достаточном количестве.