Распространенная грамотрицательная бактерия Pseudomonas aeruginosa — настоящий злодей среди микробов. Этот коварный убийца, способный проникать сквозь нашу защиту в самые стерильные помещения, заслуживает своего места в списке патогенов 1-го приоритета Всемирной организации здравоохранения.
Большинство из нас сталкиваются с этим микробом в повседневной жизни и остаются совершенно невредимыми. Однако при правильных обстоятельствах он с готовностью использует малейшие бреши в нашей защите, взрываясь неконтролируемой инфекцией.
То, как столь вездесущий микроорганизм стал представлять угрозу, оставалось загадкой, что побудило международную группу исследователей более подробно изучить эволюционную историю этого вида. Новое исследование было опубликовано в журнале Science.
Под руководством ученых из Кембриджского университета группа разработала генетическое генеалогическое древо из 596 близкородственных штаммов на основе 9829 образцов бактерий, взятых у различных людей, животных и из окружающей среды по всему миру, некоторые из которых датируются еще 1900 годом.
Среди них они обнаружили, что только 21 штамм был ответственен за подавляющее большинство инфекций. Именно быстрая эволюция этих плохих яиц за последние два столетия дала нам столь опасного инфекционного агента.
Более полумиллиона человек ежегодно умирают непосредственно из-за инфекции P. aeruginosa, лечить которую особенно сложно из-за обширного набора антибиотикорезистентных свойств этой бактерии.
Способный выживать в реактивном топливе так же легко, как и в практически чистой воде , P. aeruginosa, похоже, не знает границ. Этот сверхъестественный набор навыков делает его особой проблемой в медицинских учреждениях, где даже самые гигиенические практики недостаточны для сдерживания инфекций.
Особенно восприимчивы к заболеванию пациенты больниц с хроническими заболеваниями легких, такими как муковисцидоз (МВ) и бронхоэктазы.
Фактически, исследователи обнаружили, что несколько инфекционных штаммов бактерии даже развили сильную близость к людям с муковисцидозом. Более детальное изучение показало, что эти штаммы разработали целевые методы эксплуатации ослабленного здоровья пациентов с муковисцидозом, помогая микробам избегать уничтожения иммунной системой хозяина.
Найдя новое безопасное место для выживания внутри тех самых иммунных клеток, которым поручено их удаление, штаммы P. aeruginosa, специфичные для муковисцидоза, продолжили развиваться, обмениваясь друг с другом факторами резистентности, словно рецептами блюд за семейным обедом.
Это открытие демонстрирует способность патогена использовать свою выживаемость для создания новых ниш в экстремальных условиях, что дает ему возможность спокойно собирать инструменты, необходимые для следующего эволюционного скачка.
«С клинической точки зрения это исследование дало важную информацию о Pseudomonas», — говорит старший автор Андрес Флото, респираторный биолог и директор Центра инноваций в области муковисцидоза в Великобритании при Кембриджском университете. «Внимание всегда уделялось тому, насколько легко эта инфекция может распространяться между пациентами с муковисцидозом, но мы показали, что она может с пугающей легкостью распространяться и между другими пациентами».
Понимание того, насколько легко могут распространяться высокоустойчивые формы патогена, усиливает необходимость разработки сверхэффективных мер скрининга и изоляции.
P. aeruginosa вряд ли когда-либо станет легко побеждаемым врагом. Но знание сильных сторон микроба жизненно важно, если мы хотим не допустить его превращения в еще более опасную угрозу.
«Наши исследования Pseudomonas открыли нам новые знания о биологии муковисцидоза и открыли важные способы повышения иммунитета против проникновения бактерий при этом и, возможно, других заболеваниях», — говорит Флото.
