Новое исследование ставит под сомнение устоявшееся предположение о том, что городские сточные воды являются основной средой для размножения бактерий, устойчивых к антибиотикам. Исследователи из Гётеборгского университета, опубликовавшие свои результаты в журнале Nature Communications, обнаружили, что сточные воды из большинства из 47 протестированных стран фактически подавляют рост устойчивых штаммов E. coli, а не способствуют их размножению. Это открытие усложняет понимание того, как развивается и распространяется устойчивость к антибиотикам.
Оспаривание общепринятых представлений
На протяжении многих лет сточные воды считались рассадником устойчивости из-за присутствия выделяемых антибиотиков и других противомикробных соединений. Логика была проста: воздействие этих веществ отбирает бактерии с генами устойчивости, позволяя им процветать. Однако новое исследование показывает более сложную реальность.
«Наиболее интригующим оказалось то, что устойчивые штаммы E. coli испытывают недостатки в сточных водах из большинства стран», — объясняет профессор Йоаким Ларссон, ведущий автор и директор CARe. «Это говорит о том, что городские очистные сооружения могут быть не всегда рассадником устойчивости, как иногда предполагается».
Сложные химические взаимодействия
В исследовании были измерены 22 антибиотика и 20 антибактериальных биоцидов в образцах сточных вод со всего мира. Хотя в некоторых образцах концентрация антибиотиков была достаточно высокой, чтобы теоретически способствовать отбору устойчивых штаммов, ни один из них не оказался явным фактором, стимулирующим устойчивость у E. coli. Вместо этого данные свидетельствуют о том, что более значительную роль в определении того, какие бактерии выживают, играют сложные химические смеси или даже неучтенные соединения.
Почему происходит подавление
Исследователи полагают, что подавление устойчивости связано с присущими генам устойчивости издержками. Если уровень антибиотиков недостаточен, чувствительные бактерии часто конкурируют с устойчивыми штаммами. Кроме того, некоторые линии E. coli могли адаптироваться к канализационной среде таким образом, что устойчивость становится менее выгодной.
Подтверждение посредством разнообразного тестирования
Результаты были подтверждены двумя подходами. Во-первых, исследователи протестировали синтетические сообщества из 340 различных штаммов E. coli, подтвердив закономерности подавления. Во-вторых, они проанализировали природные микробные сообщества сточных вод, получив аналогичные результаты. Это укрепляет вывод о том, что наблюдаемое подавление не является артефактом лабораторных условий.
Последствия для общественного здравоохранения и будущих исследований
Это исследование не исключает полностью риск эволюции устойчивости в сточных водах. В некоторых образцах действительно отбирались устойчивые штаммы, и сточные воды остаются потенциальным путем передачи. Однако широкое подавление устойчивости в большинстве случаев говорит о том, что городские очистные сооружения могут играть более сложную роль, чем считалось ранее.
Результаты подчеркивают сложность динамики устойчивости к антибиотикам в реальных условиях. Необходимы дальнейшие исследования для выявления конкретных соединений или условий, ответственных за эффект подавления. Понимание этих механизмов может привести к разработке стратегий смягчения эволюции устойчивости в сточных водах и других экологических резервуарах.
Исследование подтверждает, что простые предположения об устойчивости к антибиотикам в сложных экосистемах часто не отражают полной картины. Подавление устойчивости в большинстве образцов сточных вод служит напоминанием о том, что эволюция бактерий определяется множеством взаимодействующих факторов, а не только воздействием антибиотиков.
