Новое исследование показывает, что микробы в наших городах эволюционируют, чтобы противостоять тем самым чистящим средствам, которые мы используем для их уничтожения. Оно также выявляет новые штаммы, живущие в Гонконге, которые ранее были обнаружены только в почве пустыни Антарктиды.
После недавней пандемии использование дезинфицирующих средств возросло, но не приводят ли усилия по созданию стерильной городской среды к обратным результатам?
Исследование, опубликованное в журнале Microbiome, выявило новые штаммы микробов , которые адаптировались к использованию ограниченных ресурсов, доступных в городах, и показало, что наше повседневное поведение меняет состав микроорганизмов в помещениях .
«Застроенная среда предлагает особые условия, которые отличают ее от естественной и искусственно созданной среды обитания», — говорит ведущий автор исследования Синьчжао Тонг из Сианьского университета Цзяотун-Ливерпуль (XJTLU), Китай. «В районах с большим количеством зданий наблюдается дефицит традиционных питательных веществ и основных ресурсов, необходимых микробам для выживания, поэтому в таких застроенных районах микробиом уникален».
«Использование нами чистящих средств и других промышленных продуктов создает уникальную среду, которая оказывает избирательное давление на микробы, к которому они должны адаптироваться или быть уничтожены, но механизмы, с помощью которых микробы адаптируются и выживают в искусственной среде, плохо изучены», — объясняет Тонг.
Исследователи собрали 738 образцов из различных строительных сред, включая метро, жилые дома, общественные учреждения, пирсы и человеческую кожу в Гонконге. Затем они использовали метод дробовика метагеномного секвенирования, чтобы проанализировать геномное содержимое микробов и понять, как они адаптировались к сложным городским условиям.
Команда идентифицировала 363 штамма микробов, которые ранее не были идентифицированы и которые живут на коже и в окружающей среде. Некоторые из геномов этих штаммов содержали гены для метаболизма промышленных продуктов, обнаруженных в городах, и использования их в качестве источников углерода и энергии. Это включает в себя открытие штамма Candidatus phylum Eremiobacterota, ранее зарегистрированного только в почве пустыни Антарктиды.
«Геном этого нового штамма Eremiobacterota позволяет ему метаболизировать ионы аммония, содержащиеся в чистящих средствах. Штамм также имеет гены алкоголь- и альдегиддегидрогеназ для расщепления остаточного спирта, содержащегося в обычных дезинфицирующих средствах», - объясняет Тонг. «Микробы, обладающие улучшенными возможностями использования ограниченных ресурсов и переносящие промышленные продукты, такие как дезинфицирующие средства и металлы, вытесняют нерезистентные штаммы, повышая их выживаемость и даже эволюцию в условиях искусственной среды. Поэтому они могут представлять опасность для здоровья, если они патогенны».
Группа ученых выявила 11 уникальных, ранее не описанных штаммов Micrococcus luteus, которые, как правило, непатогенны, но способны вызывать оппортунистические инфекции у лиц с ослабленным иммунитетом.
«Вопрос их адаптации к нашему поведению становится особенно важным в клинических условиях, где больницы становятся очагами распространения различных патогенов, вызывающих внутрибольничные инфекции (ВБИ). ВБИ представляют значительную угрозу, особенно в отделениях интенсивной терапии, где уровень смертности может достигать 30%», — говорит Тонг.
Исследователи также охарактеризовали два новых штамма Patescibacteria, известных как «нанобактерии», поскольку они имеют крошечные геномы, которые не содержат большого количества генов для производства собственных ресурсов.
«Некоторые штаммы Patescibacteria считаются паразитическими, поскольку они зависят от бактерий-хозяев, которые обеспечивают их питательными веществами. Однако в этом исследовании ученые обнаружили, что один из штаммов нанобактерий, выделенных из кожи человека, содержит гены для биосинтеза каротиноидов и убихинона», - сказал Тонг. «Эти антиоксидантные соединения жизненно важны для человека, и мы обычно получаем их, особенно каротиноиды, с пищей, что предполагает возможные мутуалистические отношения между бактериями и нами как их хозяевами».
Это расширенное понимание функций метаболизма микроорганизмов в условиях городской среды помогает разрабатывать стратегии по созданию здоровой внутренней экосистемы микроорганизмов, с которой нам будет комфортно жить.
В настоящее время группа изучает передачу и развитие резистентности патогенных микробов в отделениях интенсивной терапии, которые подвергаются строгим и обширным методам дезинфекции. Они надеются улучшить методы контроля инфекций и повысить безопасность клинических сред для работников здравоохранения и пациентов.
