FestivalNauki.ru
En Ru
cентябрь-ноябрь 2020
176 городов
September – November 2020
312 cities
09-11 октября 2020
МГУ | Экспоцентр | 90+ площадок
14–16 октября 2016
Центральная региональная площадка
28–30 октября 2016
ИРНИТУ, Сибэскпоцентр
14–15 октября 2016
Центральная региональная площадка
23 сентября - 8 октября 2017
«ДонЭкспоцентр», ДГТУ
ноябрь-декабрь 2018
МВДЦ «Сибирь»,
Вузы и научные площадки города
6-8 октября 2017
Самарский университет
27-29 октября
Кампус ДВФУ, ВГУЭС
30 сентября - 1 октября
Ледовый каток «Родные города»
21-22 сентября 2018 года
ВКК "Белэкспоцентр"
9-10 ноября 2018 года
Мурманский областной Дворец Культуры
21-22 сентября 2019 года
22-23 октября 2019 года
29-30 ноября 2019 года
7-8 сентября 2019 года
27-29 сентября 2019 года
4-5 октября 2019 года
10-12 октября 2019 года

Множественная лекарственная устойчивость

Множественная лекарственная устойчивость (МЛУ) проявляется, когда патогенный организм демонстрирует повышенную устойчивость ко множеству антибиотиков, что затрудняет лечение. Множественная лекарственная устойчивость стала угрозой здоровью населения из-за обширного распространения устойчивых к лекарствам патогенов. 

Когда была открыта МЛУ?

Когда в 1940-х годах открыли пенициллин, предполагалось, что он станет чудо-лекарством от всех инфекций. Вскоре после этого ученые обнаружили феномен под названием «множественная лекарственная устойчивость» (МЛУ). 

МЛУ существует столько же времени, сколько антибиотики и антимикотики, хотя ответственные за МЛУ гены возникли намного раньше. Так, связанные с МЛУ гены были обнаружены в бактериях, найденных в отложениях вечной мерзлоты возрастом более 30–40 тысяч лет: таким образом, устойчивость к антибиотикам можно считать древним явлением. Эти гены позволяют бактериям адаптироваться к современным лекарствам. Сперва у бактерий ушло несколько лет на то, чтобы выработать устойчивость к пенициллину, но затем последовало открытие других лекарств, и бактерии начали развивать устойчивость намного быстрее.Хотя МЛУ — это эволюционное явление, люди внесли в него свой вклад, бесконтрольно используя антибиотики в сельском хозяйстве, медицине и для личных целей. В современном мире устойчивые к лекарствам патогены и даже супербактерии (организмы, устойчивые ко всем лекарственным препаратам) легко распространяются по всему земному шару. 

Какие организмы могут выработать устойчивость к лекарствам?

МЛУ не ограничивается только бактериальными инфекциями: это явление характерно также и для микозов. Интересно, что раковые клетки тоже устойчивы к лекарствам, и стратегии устойчивости у бактерий, грибов и раковых клеток очень похожи. Более того, раковые клетки можно сравнить с супербактериями, так как почти 50% раковых клеток не реагируют ни на какие противоопухолевые препараты. Любой препарат, который атакует раковые клетки, атакует и здоровые клетки. Из-за этого лечить рак так сложно. 

С развитием эволюционного процесса появляются новые виды грибов. В 2009 году ученые открыли новый вид дрожжеподобных грибов, который стал глобальной угрозой здоровью людей. Грибок Candida auris отличается от остальных тем, что он органически устойчив к антимикотикам. Это значит, что если другие виды выработали устойчивость под воздействием препаратов, Candida auris устойчив к лекарствам изначально.

К счастью, число устойчивых к лекарствам грибов составляет всего 6–10%, а из двух миллионов видов грибов только несколько сотен являются патогенами для животных, растений и людей. Тем не менее грибковые инфекции трудно лечить, поскольку антимикотиков, в отличие от антибиотиков, очень мало, и нужно искать новые препараты.

 
 

Как грибы выработали МЛУ?

При удачном развитии событий взаимодействие между лекарством и патогеном выглядит так: чувствительную к препарату клетку подвергают воздействию антимикотика, препарат достигает мишени и убивает клетку. Но в реальности очень многое может пойти не так: многие препараты не убивают грибы, а только подавляют их рост. Такие препараты называются фунгистатиками (в отличие от фунгицидов, которые уничтожают клетки грибов), и именно они дают грибам возможность для развития устойчивости. Приобретя устойчивость к препарату, клетки грибов уже не возвращаются в чувствительное состояние даже при отсутствии лекарственного воздействия. 

У клетки гриба есть несколько механизмов приобретения устойчивости к лекарствам. При помощи мутации или экспрессии генов грибы могут видоизменить мишень или произвести ее в больших количествах: это помешает препарату связаться с мишенью в клетке. Другая стратегия — увеличить производство эффлюксных белков, которых в чувствительной к препарату клетке изначально довольно мало. 

Среди всех прочих существует два суперсемейства белков, которые можно найти в бактериях, грибах, растениях, животных и у людей. Первое — суперсемейство ABC. Это название происходит от АТФ-связывающих кассетных транспортеров (ATP-binding cassettes, ABC). У людей белки суперсемейства ABC охраняют гематоэнцефалический барьер, который не дает ничему лишнему проникнуть в мозг. Другое суперсемейство называется «суперсемейство MFS» (Мajor Facilitator Superfamily). Некоторые из белков обоих суперсемейств выбрасывают препараты из клеток и играют важную роль в приобретении МЛУ. В то время как белки ABC используют клеточную энергию, чтобы выбрасывать препарат наружу, белки MFS работают как антипортер. Тем не менее и те и другие выводят препарат из клетки, просто они используют разные стратегии эффлюкса. 

Когда число эффлюксных белков высокое, как в устойчивых клетках, препарат постоянно выкачивается из клетки и не задерживается внутри нее. В отсутствие препарата или при низкой его концентрации клетка может выжить даже если пациенту ввели повышенную дозу лекарства.

Как бороться с устойчивыми патогенами?

Если мы найдем ингибиторы, которые мешали бы эффлюксным насосам выбрасывать препарат из клетки, это могло бы решить проблему. При хорошем раскладе это позволит старым препаратам снова заработать. В противном случае над выбросом препарата будет работать слишком много белков: даже если мы сможем ингибировать один, остальные продолжат работать. 

Другой подход к борьбе с патогенными грибами — истощение запасов железа. Железо невероятно важно для любого организма, и железодефицит приводит к серьезным последствиям. Было открыто, что хелатирование железа делает клетки дрожжеподобных грибов более чувствительными к лекарственным препаратам.

Почему так трудно бороться с МЛУ?

Процесс разработки антимикотиков осложняется тем, что у грибов та же биология, что и у млекопитающих: несмотря на то что наш организм — это высокоорганизованная система, биология наших клеток схожа с биологией клеток грибов. При разработке новых лекарств ученым нужно искать новые мишени, специфичные только для клеток грибов, чтобы лекарство не влияло на клетки человека. 

Что же такого есть в клетках грибов, чего нет у нас? Для грибов характерны толстые клеточные стенки, которых нет ни у бактерий, ни у животных. Хитин — это уникальный компонент клеток грибов, и именно поэтому он становится прекрасной мишенью, которой нет в клетках человека. Хороший антимикотик предотвратит синтез клеточной стенки гриба, в результате чего клетки грибов погибнут, но зараженный организм останется невредим. 

Есть ли у грибов враги в природе?

Логично предположить, что природа уже создала свои способы борьбы с грибковыми инфекциями и что наверняка есть какие-то природные антимикотики, как это было с антибиотиками. К счастью для грибов и к несчастью для людей и других живых организмов, природных антимикотиков не существует. Но это не значит, что ничто не спасет нас от микозов: самым мощным оружием против грибов является наша иммунная система. Каждый день триллионы микроорганизмов вторгаются в наш организм, но не убивают нас. Напротив, это они умирают: их убивают клетки нашей иммунной системы — макрофаги. Здоровый человек довольно устойчив к грибковым и бактериальным патогенам. 

Для кого устойчивые к лекарствам патогены наиболее опасны?

Существует множество видов бактерий и грибов, которые обитают в теле человека, не причиняя ему никакого вреда. Но эти микроорганизмы могут стать очень опасными для имунокомпрометированных пациентов. Например, если человек прошел через операцию или является носителем ВИЧ — тогда грибы могут попасть в кровеносную систему и вызвать сепсис. В таких случаях уровень смертности может достигать 40%. 

Кто еще страдает от МЛУ?

Небольшое число амфибий заражено устойчивыми к лекарствам патогенными грибами, и теперь они исчезают, поскольку природных антимикотиков не существует. Аналогично из-за грибковых инфекций на грани вымирания находятся некоторые формы морской флоры и фауны, в частности кораллы. В последние 30–40 лет начало расти число видов растений и животных, подверженных воздействию патогенных грибов. Это связано с современной экологической обстановкой, нашим взаимодействием с экосистемами и обширным использованием антибиотиков. 

Перевод материала Multiple Drug Resistance нашего англоязычного проекта Serious Science.

Ичточник: Постнаука

Добавьте свой комментарий

Plain text

  • Переносы строк и абзацы формируются автоматически
  • Разрешённые HTML-теги: <p> <br>
LiveJournal
Регистрация

Другие статьи в этой рубрике

Фтор: разрушающий или созидающий?

Источник: Журнал "НАУКА И ЖИЗНЬ"

Физики послушали лопающийся мыльный пузырь

Физики измерили звуковое давление лопающихся мыльных пузырей при помощи микрофонной решетки (множества приемников звука, работающих согласованно) и проанализировали результаты при помощи разложения акустического поля по сферическим волнам.

Рациональное использование тепла: тепловые аккумуляторы

unsplash.com

Новости в фейсбук

Случайные статьи

Выявлена еще одна связанная с инфарктом молекула микроРНК

Красноярские ученые отрабатывают новые технологии жизнеобеспечения человека в космосе

Здоровое питание - миф?

С детских лет взрослые нам твердили: черный хлеб полезнее белого, фрукты и сладости едят только на десерт, соль вредна, лучший завтрак – это каша, нельзя читать и смотреть телевизор во время еды и т.д.

Медики МГУ нашли ген, отвечающий за развитие инфаркта миокарда

Группа ученых из МГУ исследовала генетические механизмы, стоящие за развитием атеросклеротических изменений сосудов.

Сотня нежданных Хиросим

Почему астероидные взрывы в сотни килотонн случаются над нашими головами так внезапно и чем все это может закончиться