Горизонтальный перенос генов бактерий провоцирует вспышки заболеваний

Новое исследование учёных Ливерпульского университета впервые задокументировало, как способность бактерий обмениваться генетическим материалом напрямую влияет на возникновение и распространение глобально значимых инфекционных заболеваний.

Это явление, известное как «горизонтальный перенос генов», сыграло роль в развитии глобального кризиса устойчивости к противомикробным препаратам (AMR). Однако динамика передачи AMR через бактериальные популяции и её прямое влияние на болезни человека изучены плохо.

Чтобы лучше понять эту взаимосвязь, команда исследователей из Ливерпульского университета, Института Сэнгера Wellcome Trust и Public Health England объединила эпидемиологическую информацию о случаях заболевания с анализом полногеномного секвенирования бактерий от этих пациентов.

Исследование, опубликованное в Nature Communications, было сосредоточено на трёх эпидемиях в Англии, вызванных глобально значимым диарейным патогеном Shigella в период с 2008 по 2014 год.

Результаты показали, что вспышки этих обычно редких патогенов в Англии были связаны с устойчивостью к антибиотику азитромицину. Многие из циркулирующих штаммов шигелл несли гены устойчивости к азитромицину на одной и той же плазмиде.

Плазмиды — это небольшие кольцевые молекулы ДНК, которые могут передаваться горизонтально между бактериями. Они содержат генетический материал бактерии, но отделены от её хромосомной ДНК.

Сопоставив геномную информацию о различных штаммах Shigella с эпидемиологическими данными о вспышках, исследователи смогли продемонстрировать, что передача плазмиды способствовала возникновению новых эпидемий.

Доктор Кейт Бейкер из Института интегративной биологии университета заявила: «Наше исследование показало, что горизонтальный перенос генов может быстро способствовать новым эпидемиям важных патогенов. Это означает, что во всех областях исследований AMR, управления общественным здоровьем и эпиднадзора нам необходимо детально анализировать геномы патогенов, чтобы понимать эпидемиологию устойчивости к противомикробным препаратам».

Устойчивость к противомикробным препаратам (AMR) — это глобальная эпидемия. В 2014 году Всемирная организация здравоохранения предупредила, что антибиотики, от которых мы зависим, рискуют устареть. По оценкам, к 2050 году смертность, связанная с AMR, может достигать десяти миллионов человек в год, превысив смертность от рака.