Stworzyliśmy potwora na własne życzenie. Przełomowe badanie ujawnia, jak ewoluował groźny superbakcyl
Naukowcy z University of East Anglia (UEA), we współpracy z Quadram Institute oraz zespołami z Kanady i Meksyku, odtworzyli genetyczną historię jednego z najbardziej znienawidzonych patogenów szpitalnych – bakterii Acinetobacter baumannii. Wykorzystując próbki sięgające lat 70. XX wieku, wykazali, jak drobnoustrój ten po cichu, falami, zdobywał dominację na całym świecie.
Acinetobacter baumannii od dekad krąży po szpitalnych korytarzach, pozostając niemal niezauważona przez opinię publiczną, mimo że jest wyjątkowo trudna do zwalczenia, zwłaszcza u pacjentów w stanie ciężkim. Jak wyjaśnia kierujący badaniem dr Benjamin Evans z Norwich Medical School na UEA, wiadomo, że bakterie wywołujące infekcje potrafią przystosowywać się do stosowanych wobec nich antybiotyków, czyniąc leczenie nieskutecznym – jednak dotąd genetyczne mechanizmy, które doprowadziły A. baumannii do statusu globalnego zagrożenia, pozostawały słabo poznane. Zespół ustalił, że bakteria adaptowała się w kolejnych falach, a każda z nich była lepiej przystosowana do oporności na antybiotyki niż poprzednia.
Jak odczytano genetyczny zapis pół wieku ewolucji
Przełom był możliwy dzięki połączeniu wysłużonych, archiwalnych próbek z nowoczesnym sekwencjonowaniem genomu. Naukowcy zgromadzili unikalną kolekcję 226 próbek A. baumannii pochodzących z lat 1970–2000, które hodowano w laboratorium, po czym wyizolowano, oczyszczono i zsekwencjonowano ich DNA metodą długoodczytową Oxford Nanopore. Aby uzyskać obraz globalny, nowo zsekwencjonowane genomy połączono z ponad tysiącem nowszych genomów pochodzących z sześciu kontynentów.
Wykorzystując obliczenia wysokiej wydajności, porównano łącznie 1281 chromosomów i zbudowano szczegółowe drzewo ewolucyjne, które zestawiono z kompleksowym skanem genów oporności na środki przeciwdrobnoustrojowe, śledząc, jak geny te pojawiały się, znikały i przekształcały bakterię na przestrzeni dekad. Dr Evans podkreśla, że porównanie wzorców w sekwencjach DNA pozwoliło zobaczyć, jak bakteria ewoluowała i zdobywała coraz większą oporność – nie pojawiła się nagle jako superbakcyl, lecz stopniowo wkradała się na pozycję dominującą, by około 2005 roku stać się wiodącą linią A. baumannii na świecie.
Moment, w którym bakteria się „doładowała”
Naukowcy zidentyfikowali przejęcie dwóch kluczowych elementów genetycznych – w tym genu oxa23, znanego z nadawania oporności na silne antybiotyki – jako punkt zwrotny, który skutecznie doładował zdolność bakterii do przetrwania terapii, czyniąc ją znacznie trudniejszą do wyeliminowania. Co więcej, okazało się, że A. baumannii to nie jednolity szczep, lecz co najmniej cztery odrębne grupy, z których każda podąża własną ścieżką ewolucyjną. Trzy z nich wykazują stopniową, krok po kroku, ewolucję przypominającą powolny genetyczny wyścig zbrojeń z nowoczesną medycyną, jednak czwarta grupa wyraźnie się wyróżnia – jak zaznacza dr Evans, ta linia odgałęziła się niezależnie i jest coraz częściej wykrywana w najnowszych próbkach, co budzi niepokój, ponieważ może oznaczać, że na horyzoncie pojawia się nowy, jeszcze lepiej przystosowany wariant.
Zdaniem dr Sadhany Sharmy z brytyjskiej agencji badawczej UKRI-BBSRC, praca pokazuje, jak istotna jest międzynarodowa współpraca oraz stałe inwestycje w badania podstawowe dla ochrony zdrowia publicznego. Autorzy podkreślają, że zrozumienie sposobu, w jaki oporne na antybiotyki bakterie reagują na zmiany w stosowaniu tych leków, jest kluczowe dla kształtowania polityki lekowej – zwłaszcza wobec patogenów takich jak A. baumannii, stanowiących poważne zagrożenie dla systemów opieki zdrowotnej na całym świecie.
Źródło: Uniwersytet Wschodniej Anglii
Czytaj też: Boisz się skutków ubocznych statyn? Przełomowe narzędzie z Oksfordu odpowiada na lęki pacjentów!
Grafika tytułowa: CDC / Unsplash
