Forskere identificerer nye drivere til antibiotikaresistens hos bakterier

To nyopdagede mekanismer i bakterier er blevet identificeret, som kan bidrage til udviklingen af ​​antibiotikaresistens. Ændring af antallet af kopier af resistensgener i bakterier øger antibiotikaresistens og kan gøre det meget hurtigt.

Ifølge en ny undersøgelse fra Uppsala Universitet offentliggjort i Nature Communications , kan disse to mekanismer, sammen med en tredje kendt mekanisme, forekomme uafhængigt af hinanden, selv inden for den samme bakteriecelle.

Forskerne undersøgte heteroresistens, et fænomen, hvor størstedelen af ​​bakterier i en befolkning er følsomme over for antibiotika, men en meget lille underpopulation af bakterier udviser øget antibiotikaresistens. Dette involverer typisk et meget lille antal resistente bakterier (omkring 1 ud af 100.000), som kan fortsætte med at vokse på trods af antibiotikabehandling.

Heteroresistens er et almindeligt og bekymrende fænomen, da det er vanskeligt at behandle og risikerer at accelerere udviklingen af ​​antibiotika-resistente bakterier, hvilket komplicerer antibiotikabehandlingen for patienterne.

"Det var helt ukendt indtil nu, at disse mekanismer kunne fremme heteroresistens. Vores undersøgelse viser, at de kan accelerere udvælgelsen og væksten af ​​resistente bakterier under antibiotikabehandling. Denne undersøgelse, som til dels involverede dyr, gør det mere relevant at forstå disse processer hos mennesker. ," siger Helen Wang, den sidste forfatter til undersøgelsen.

Bakterier kan sprede resistensgener til hinanden gennem plasmider. Plasmider er små fritstående DNA-ringe, hvor bakterier ofte opbevarer nogle af deres gener uden for kromosomet. I denne undersøgelse afslørede forskere to nye mekanismer, der involverer plasmider, hvor antallet af kopier af plasmider, der bærer resistensgener, kan stige op til 90 gange.

Undersøgelsen viser, at disse to mekanismer og en tredje kendt mekanisme, der involverer genamplifikation, kan fungere parallelt i den samme bakteriecelle.

"Heteroresistens, der involverer et øget antal kopier af resistensgener, er meget mere kompleks end hidtil antaget. Bakterier kan faktisk bruge tre forskellige mekanismer, som alle kan opstå parallelt i den samme bakterie, til midlertidigt at øge antallet af kopier af resistensgener og derved generere antibiotikaresistens," siger Hervé Nicoloff, undersøgelsens første forfatter.

"Alle tre mekanismer er ustabile og kan hurtigt vende tilbage til følsomhed i mangel af antibiotika. Det gør det sværere at opdage de resistente bakterier ved en klinisk undersøgelse, da de forsvinder så hurtigt. Med det vi ved nu, er det vigtigt at være i stand til at udvikle bedre diagnostiske metoder, der kan detektere øget antibiotikaresistens," tilføjer Wang.

Flere oplysninger: Hervé Nicoloff et al, Tre samtidige mekanismer genererer genkopinummervariation og forbigående antibiotikaheteroresistens, Nature Communications (2024). DOI:10.1038/s41467-024-48233-0

Journaloplysninger: Nature Communications

Leveret af Uppsala Universitet