Российские ученые нашли гены, которые помогают бактериям защищаться от антибиотиков
Российские ученые выяснили, какие гены и свойства бактерий помогают им объединяться в плотные биопленки. Такие сообщества хуже поддаются действию антибиотиков и могут поддерживать распространение инфекций в животноводстве.
Источник: Игорь Антоневский / Омский государственный аграрный университет имени П.А. Столыпина& Руководитель проекта Надежда Лещёва проводит оценку роста микроорганизмов на питательных средах&
МОСКВА, 3 июня. /Новости науки/. Ученые из Омского государственного аграрного университета имени П.А. Столыпина и Уральского федерального аграрного научно-исследовательского центра УрО РАН выявили гены и внешние свойства бактерий, связанные с образованием устойчивых к антибиотикам биопленок. Об этом сообщила пресс-служба Российского научного фонда.
Исследователи изучили бактерии, которые вызывают болезни у сельскохозяйственных животных. Они показали, что микроорганизмы с определенными генами и высокой способностью к образованию биопленок заметно хуже поддаются действию лекарств. Результаты работы опубликованы в журнале «Аграрный вестник Урала».
Биопленка — это сообщество бактерий, покрытое защитной слизью. Такие сообщества могут появляться на доильных аппаратах, поилках и другом оборудовании в животноводческих хозяйствах. Из-за этого инфекции могут постоянно распространяться среди животных.
Авторы работы исследовали кишечную палочку и стафилококк. Эти бактерии часто вызывают воспаление молочных желез, болезни кишечника и другие инфекции у крупного рогатого скота и свиней. Образцы микроорганизмов ученые собрали со слизистых животных и с поверхностей технологического оборудования.
Сначала специалисты оценили, как быстро бактерии формируют биопленки в питательной среде. Затем они изучили толщину и прочность этих сообществ. После этого исследователи провели молекулярно-генетический анализ генов, которые связаны с образованием внеклеточного матрикса. Это своеобразный каркас, на котором держится биопленка.
У кишечной палочки ученые проверили наличие генов csgD, fliA и bcsA. У стафилококка они изучили гены icaD, fnbB и clfB. Параллельно авторы проверили чувствительность бактерий к четырем распространенным антибиотикам.
Эксперименты показали, что бактерии с этими генами активнее синтезируют внеклеточный матрикс. Поэтому они образуют более плотные и прочные биопленки. Такие микроорганизмы оказались устойчивее к антибактериальным препаратам.
Например, стафилококки, которые формировали толстые и прочные скопления, были на 37–53% менее чувствительны ко всем протестированным антибиотикам. Это подтвердило связь между выраженностью биопленки и лекарственной устойчивостью бактерий.
По словам участников проекта, результаты помогут ветеринарным службам и сельскохозяйственным предприятиям точнее выявлять потенциально опасные штаммы. Это важно для контроля инфекций, которые плохо поддаются лечению обычными антибиотиками.
«Полученные данные будут полезны для сотрудников ветеринарных служб и сельскохозяйственных предприятий, поскольку они позволят разрабатывать эффективные стратегии контроля инфекций, не поддающихся лечению с помощью существующих антибиотиков. Такой контроль поможет уменьшить риск распространения устойчивых бактерий среди животных и человека и повысить безопасность продуктов животного происхождения, эффективно развивать сельское хозяйство», — сказал участник проекта Игорь Антоневский, кандидат ветеринарных наук, ассистент кафедры ветеринарной микробиологии, инфекционных и инвазионных болезней факультета ветеринарной медицины ИВМиБ Омского ГАУ.
В дальнейшем ученые планируют развивать новые подходы к диагностике и профилактике инфекций в животноводстве, связанных с образованием биопленок.
Исследование поддержано грантом Российского научного фонда. Работа опубликована в журнале «Аграрный вестник Урала». Метод исследования включал микробиологическую оценку биопленкообразования, анализ толщины и прочности биопленок, молекулярно-генетическое выявление генов-маркеров и проверку чувствительности бактерий к четырем антибиотикам.
Исследователи изучили бактерии, которые вызывают болезни у сельскохозяйственных животных. Они показали, что микроорганизмы с определенными генами и высокой способностью к образованию биопленок заметно хуже поддаются действию лекарств. Результаты работы опубликованы в журнале «Аграрный вестник Урала».
Биопленка — это сообщество бактерий, покрытое защитной слизью. Такие сообщества могут появляться на доильных аппаратах, поилках и другом оборудовании в животноводческих хозяйствах. Из-за этого инфекции могут постоянно распространяться среди животных.
Авторы работы исследовали кишечную палочку и стафилококк. Эти бактерии часто вызывают воспаление молочных желез, болезни кишечника и другие инфекции у крупного рогатого скота и свиней. Образцы микроорганизмов ученые собрали со слизистых животных и с поверхностей технологического оборудования.
Сначала специалисты оценили, как быстро бактерии формируют биопленки в питательной среде. Затем они изучили толщину и прочность этих сообществ. После этого исследователи провели молекулярно-генетический анализ генов, которые связаны с образованием внеклеточного матрикса. Это своеобразный каркас, на котором держится биопленка.
У кишечной палочки ученые проверили наличие генов csgD, fliA и bcsA. У стафилококка они изучили гены icaD, fnbB и clfB. Параллельно авторы проверили чувствительность бактерий к четырем распространенным антибиотикам.
Эксперименты показали, что бактерии с этими генами активнее синтезируют внеклеточный матрикс. Поэтому они образуют более плотные и прочные биопленки. Такие микроорганизмы оказались устойчивее к антибактериальным препаратам.
Например, стафилококки, которые формировали толстые и прочные скопления, были на 37–53% менее чувствительны ко всем протестированным антибиотикам. Это подтвердило связь между выраженностью биопленки и лекарственной устойчивостью бактерий.
По словам участников проекта, результаты помогут ветеринарным службам и сельскохозяйственным предприятиям точнее выявлять потенциально опасные штаммы. Это важно для контроля инфекций, которые плохо поддаются лечению обычными антибиотиками.
«Полученные данные будут полезны для сотрудников ветеринарных служб и сельскохозяйственных предприятий, поскольку они позволят разрабатывать эффективные стратегии контроля инфекций, не поддающихся лечению с помощью существующих антибиотиков. Такой контроль поможет уменьшить риск распространения устойчивых бактерий среди животных и человека и повысить безопасность продуктов животного происхождения, эффективно развивать сельское хозяйство», — сказал участник проекта Игорь Антоневский, кандидат ветеринарных наук, ассистент кафедры ветеринарной микробиологии, инфекционных и инвазионных болезней факультета ветеринарной медицины ИВМиБ Омского ГАУ.
В дальнейшем ученые планируют развивать новые подходы к диагностике и профилактике инфекций в животноводстве, связанных с образованием биопленок.
Исследование поддержано грантом Российского научного фонда. Работа опубликована в журнале «Аграрный вестник Урала». Метод исследования включал микробиологическую оценку биопленкообразования, анализ толщины и прочности биопленок, молекулярно-генетическое выявление генов-маркеров и проверку чувствительности бактерий к четырем антибиотикам.
