К 2050 году четверть Земли может стать рассадником устойчивых к антибиотикам патогенов — новое исследование

Из-за участившихся засух на фоне изменения климата природа запустила ускоренный механизм естественного отбора среди опасных бактерий, стремительно наращивающих устойчивость к современным лекарствам. К такому выводу пришли ученые из Калифорнийского технологического института, чья работа была опубликована 23 марта в журнале Nature Microbiology. Согласно новому исследованию, пересыхание почв напрямую связано с увеличением числа резистентных внутрибольничных инфекций. К патогенам, получившим эволюционное преимущество в подобных условиях, относятся Enterococcus faecium, Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa и различные виды энтеробактерий. По текущим макроэкологическим оценкам, к 2050 году до 25% территории Земли может перейти в зону засушливого климата.

Исследовательская группа под руководством Дайан Ньюман и Сяою Шаня из Калтеха изучила 5 крупных метагеномных баз данных. В аналитическую выборку вошли образцы микробиома водно-болотных угодий в Китае, сельскохозяйственных угодий и пастбищ в США, а также лесов в Швейцарии. Ученые оценивали, как дефицит влаги влияет на динамику выживания бактериальных популяций.

Ароидные (засоленные) почвы выступают естественным резервуаром микробов, вырабатывающих природные антибиотики для межвидовой конкуренции. Лабораторные эксперименты и компьютерное моделирование показали, что по мере пересыхания земли концентрация этих соединений существенно возрастает. В результате возникает интенсивное селективное давление: популяция бактерий, чувствительных к антибактериальным веществам, сокращается на 99%. В то же время грамотрицательные штаммы, обладающие генетическими механизмами защиты, полностью сохраняют жизнеспособность и начинают активно размножаться, занимая освободившуюся экологическую нишу.

Для подтверждения клинической значимости открытия специалисты сопоставили показатели резистентности к антибиотикам в больницах 116 стран с местными климатическими данными, включая среднегодовую температуру и уровень осадков. Полученные результаты продемонстрировали прямую зависимость: в регионах с более засушливым климатом средняя частота выявления устойчивых клинических изолятов у пациентов оказалась выше. Согласно официальным заявлениям авторов работы, путем горизонтального переноса генов устойчивость, приобретенная изначально почвенными бактериями, способна передаваться патогенам, инфицирующим человека.

Если ничего не предпринять, к 2050 году четверть поверхности Земли может перейти в категорию засушливых и пустынеподобных территорий, что потенциально повлечёт за собой значительный рост частоты антибиотикорезистентных заболеваний. Представители Caltech подчеркивают, что экологические трансформации оказывают на микробиом эффект, сопоставимый с избыточным применением антибиотиков в клинической практике. В дальнейшем исследовательская группа планирует задействовать алгоритмы искусственного интеллекта для детального изучения молекулярных механизмов резистентности. Полученные данные будут использованы для разработки новых терапевтических подходов и внедрения ускоренных методов диагностики в медицинских учреждениях.

Источник: Livescience