Бактеріальні плазміди: роль у розвитку стійкості до антимікробних сполук

Анотація

Швидке зростання поширеності множинної лікарської стійкості патогенних мікроорганімів становить критичну загрозу громадському здоров’ю в усьому світі, що значно сприяє підвищенню смертності і захворюваності пацієнтів. Класичні засоби, які в минулому використовувалися для лікування, втрачають свою ефективність, більш того, багато з новіших доступних препаратів вже стали мішенями для бактеріальних механізмів резистентності. В результаті - лікування інфекцій ускладнюється, загальні витрати на лікування збільшуються.

Мета. В даній роботі ми поставили за мету оцінити роль плазмід у розвитку антибіотикорезистентності та обговорюємо різні механізми резистентності бактерій до антибіотиків, таких як ферментативна інактивація антибіотика, зменьшення проникності зовнішньої клітинної мембрани для антибіотика, модифікація мішені переважно за рахунок мутації, активний eфлюкс препарату з бактеріальної клітини за допомогою ферментативних помп.

Матеріали і методи: пошук джерел інформації здійснювався в базах даних PubMed, Medline, Web of Science, Google Scholar, а також електронних репозиторіях закладів вищої освіти та наукових установ України. Відібрано матеріали, пов’язані з технологією дослідження генетичної мінливості і модифікації бактерій та механізмів стійкості мікроорганізмів до антибіотиків.

Результати: Внаслідок еволюційного розвитку бактерії здобули дві окремі генетичні системи - хромосомна ДНК і позахромосомні, самовідтворювані генетичні елементи, які називають плазмідами.

Саме бактеріальні плазміди відіграють ключову роль у дифузії генів специфічної стійкості, зокрема до антибіотиків. Плазміди є необов’язковими частинами бактерій і представлені дволанцюговими, кільцевими або лінійними молекулами ДНК, що здатні до автономної реплікації, завдяки чому бактерії пристосовуються у навколишньому ворожому середовищі. На сьогодні найбільшу зацікавленість вчених викликають дві властивості бактерій, обумовлені плазмідами - антибіотикорезистентність та біоремедіація. Остання обумовлює виживання та розвиток бактерій в різних несприятливих умовах, включаючи розвиток стійкості до забруднювачів, здатність розкладати різні хімічні сполуки або адаптацію до нових екологічних ніш.

Висновки. Плазміди несуть гени деградації ксенобіотиків і стійкості до важких металів, що робить їх корисними для біоремедіації токсичних хімічних речовин екологічно безпечним способом. Проте, таки властивості, як стійкість до антибіотиків, є наслідком надмірного та безконтрольного застосування цих ліків у медицині, ветеринарії, сільському господарстві тощо. У таких умовах відбувається природний відбір тих штамів патогенних бактерій, які є носіями R-плазмід