Муравьи-грибоводы могут помочь в борьбе с устойчивостью к антибиотикам

В течение 60 миллионов лет муравьи-грибоводы выращивают грибы для пропитания. Для защиты своих посевов от паразитических грибов они успешно используют антимикробные вещества, производимые бактериями. Исследователи, опубликовавшие обзор в журнале Trends in Ecology & Evolution, полагают, что изучение этих муравьев может помочь найти новые способы остановить или замедлить эволюцию антибиотикорезистентности — серьезной угрозы для современной медицины.

"Союз муравьев и бактерий каким-то образом сумел обойти проблему устойчивости к антибиотикам", — говорит Массимилиано Марвази из Университета Флоренции (Италия). — Это привело нас к гипотезе, что наиболее вероятная модель, объясняющая эту динамику, — применение мощных коктейлей из постоянно эволюционирующих вариантов антимикробных соединений".

Команда Марвази изучала жизнеспособность мультирезистентных патогенов в окружающей среде. Первый автор нового обзора Аюш Патхак предложил сравнить наблюдения из клинической практики с тем, что происходит в грибных садах муравьев-листорезов (Attini).

В чем секрет успеха муравьев?

В клинических условиях применение антимикробных средств быстро приводит к появлению устойчивых штаммов бактерий. Однако у муравьев этой проблемы не возникает. По мнению исследователей, секрет может заключаться в том, что ассоциированные с муравьями бактерии производят антимикробные вещества, которые постоянно и незначительно меняются:

Этот элемент неожиданности, обеспечиваемый наличием генных кластеров, находящихся под давлением отбора, позволяет бактериям производить постоянно меняющиеся и непредсказуемые антимикробные соединения. В результате паразитическим грибам гораздо сложнее выработать устойчивость, даже за миллионы лет.

Перспективы для медицины

Пример муравьев указывает, что смешивание и применение постоянно меняющихся коктейлей из незначительных структурных вариантов известных антибиотиков может стать перспективной стратегией борьбы с антимикробной резистентностью в клинике. Наряду с разработкой новых молекул и классов антибиотиков, эту стратегию теперь следует оценить в лаборатории и, в конечном итоге, в клинической практике.

"Я считаю, что разработка эффективных стратегий смешивания тонких вариантов антибиотиков может дать новую жизнь старым препаратам", — говорит Марвази.

Следующие шаги

Следующим этапом станет исследование влияния давления отбора на бактериальные генные кластеры, производящие варианты антибиотиков. "Лучшее понимание этих отношений и сопутствующих коэволюционных процессов на генетическом уровне дополнит разработку новых стратегий борьбы с ростом резистентности, а также, возможно, приведет к созданию новых антибиотических соединений", — заключает Патхак.