Ученые разработали точный тест на устойчивость к колистину у клинических видов Enterobacter
Стандартные микробиологические тесты на устойчивость к колистину и другим антибиотикам не позволяют точно оценить распространение резистентности среди разных видов Enterobacter. Это связано как с неточной таксономической классификацией клинических изолятов, так и с высокой погрешностью в определении устойчивости.
Крупное исследование в рамках Немецкого центра исследования инфекций (DZIF) позволило достичь прорыва: уточнить взаимосвязи между многочисленными видами Enterobacter и оптимизировать тестирование на устойчивость. Ученые Института медицинской микробиологии Университета Юстуса Либиха в Гиссене совместно с коллегами из Исследовательского центра Борстель проанализировали изоляты Enterobacter, собранные в немецких университетских клиниках за три года.
С помощью геномных таксономических исследований выяснилось, что Enterobacter xiangfangensis — наиболее часто встречающийся вид в немецких больницах. Из мирового пула данных, включающего 3246 изолятов (коллекция за более чем 20 лет), на этот вид пришлось 68,7% всех обнаруженных Enterobacter.
Определение профилей антибиотикорезистентности с помощью фенотипических тестов, рекомендованных Европейским комитетом по тестированию чувствительности к антимикробным препаратам (EUCAST), дало неоднозначные результаты в отношении колистина.
«Оказалось, что многие изоляты в этих тестах либо не были устойчивы, либо проявляли слабую устойчивость, даже хотя бактерии несли все гены, необходимые для экспрессии резистентности к колистину», — объясняет первый автор работы доктор Свапнил Дойяд.
Этот результат заставил исследователей продолжить изучение изолятов с помощью масс-спектрометрии.
«В зависимости от конкретного вида Enterobacter мы обнаружили низкие уровни модифицированного липида A — якорной структуры липополисахаридов (LPS), критического компонента бактериальной мембраны, необходимого для устойчивости к колистину. Это наблюдалось даже у бактерий, выращенных в среде без колистина», — говорит соавтор исследования доктор Николя Гиш.
«Эти модификации липида A, по-видимому, зависят от вида бактерий и являются врожденными, то есть их экспрессия встроена в более сложную регуляцию и не запускается одним лишь колистином», — добавляет он.
«Результат предполагает, что у Enterobacter существует видозависимая вариация гетерорезистентности: в рутинных тестовых системах бактерии иногда устойчивы, иногда нет», — поясняет соавтор работы доктор Кан Имирзалиоглу.
С помощью дополнительных сложных методов авторам удалось объяснить феномен гетерорезистентности у рода Enterobacter.
«Наши анализы показали, что у этих бактерий на поверхности есть сенсор, который реагирует на значение pH (кислотность среды) и, соответственно, регулирует вверх или вниз гены, необходимые для экспрессии устойчивости к колистину», — объясняет старший автор работы профессор Тринад Чакраборти.
Генетические вариации и взаимодействия в этом пути восприятия pH окружающей среды приводят к видозависимым различиям в степени устойчивости к колистину у разных видов Enterobacter в обычных тестовых системах.
На основе этих открытий исследователи разработали простой новый анализ, который устраняет эффекты гетерорезистентности и позволяет однозначно и надежно определять истинный уровень устойчивости к колистину для любого изолята. Этот тест может предотвратить терапевтические неудачи при назначении антибиотика, открывая путь для целенаправленного и экономичного лечения видов Enterobacter этим резервным антибиотиком во всем мире.
Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.