Почему развивается устойчивость к антибиотикам? — Кевин Ву

Посмотреть полную версию: http://ed.ted.com/lessons/how-antibiotics-become-resistant-over-time-kevin-wu

В человеческом организме постоянно живут миллиарды микроорганизмов. Многие из них безвредны (и даже полезны!), но существуют некоторые штаммы супербактерий, которые опасны для организма, и они становятся все более устойчивыми к существующим антибиотикам. Почему это происходит? Кевин Ву заглянул в суть этой проблемы, которая является огромным испытанием для будущего медицины.

Урок — Кевин Ву, анимация — Бретт Андерхилл.

Что, если я скажу, что вас окружают
миллиарды мельчайших бактерий?

Это правда.

Микроорганизмы, называемыe бактериями,
были одними из первых форм жизни,

возникших на Земле.

Несмотря на то, что они состоят
лишь из одной клетки,

их общая биомасса превышает биомассу
всех растений и животных вместе взятых.

Они живут практически везде:

на земле, в воде,
на вашем кухонном столе, на вашей коже

и даже внутри вас.

Но это не повод впадать в панику.

Несмотря на то, что в вашем организме
в 10 раз больше бактерий,

чем человеческих клеток,
многие из этих бактерий безвредны

и даже полезны
для пищеварения и иммунитета.

Но существует несколько вредителей,
которые могут вызывать опасные инфекции, —

от лёгких форм до смертельных эпидемий.

К счастью, существуют отличные лекарства
для борьбы с бактериальными инфекциями.

Полученные из химикатов путём синтеза или
из таких природных источников, как плесень,

эти антибиотики убивают или нейтрализуют
бактерии, нарушая синтез клеточной стенки

или важных процессов вроде синтеза белка,

но не повреждая при этом
человеческие клетки.

Широкое внедрение антибиотиков в XX векe

перевело опасные для жизни болезни
в ранг легкоизлечимых.

Но сегодня всё больше антибиотиков

теряют свою эффективность.

Почему же они перестали действовать?

Проблема не в антибиотиках, а в бактериях,
которых они призваны уничтожать.

А причина заложена в теории
естественного отбора Дарвина.

Как и любой другой организм, бактерии
могут подвергаться случайным мутациям.

Многие из этих мутаций являются
вредными или бесполезными,

но время от времени происходят мутации,
которые повышают способность

некоторых микроорганизмов к выживанию.

Мутации, повышающие устойчивость бактерий

к определённым антибиотикам, усиливают
их патогенное воздействие.

Так как неустойчивые бактерии
уничтожаются,

что особенно быстро происходит в среде,
богатой антибиотиками,

например, в больницах,
создаются благоприятные условия

для роста устойчивых видов,
передающих только мутированные гены,

что помогаeт им размножаться.

Размножение — не единственный способ
выживания бактерий.

Некоторые, умирая, освобождают ДНК,
а другие бактерии его перенимают.

Некоторые используют метод коньюгации,

соединяясь через пилус для передачи
генетической информации.

Со временем устойчивые гены размножаются,
образуя целые штаммы супербактерий.

Так сколько же у нас времени, прежде чем
эти супербактерии возьмут над нами верх?

Некоторым бактериям это уже удалось.

Например, некоторые штаммы
золотистого стафилококка,

который вызывает всё — от кожных инфекций
до пневмонии и сепсиса,

мутировали в МРЗС, став устойчивыми

к таким бета-лактамным антибиотикам,
как пенициллин, метициллин и оксациллин.

Благодаря гену, заменяющему белок,

с которым бета-лактамы обычно
взаимодействуют и связываются,

МРЗС может сохранять
непроницаемость стенок своей клетки.

Другие супербактерии, как сальмонелла,

иногда даже вырабатывают энзимы,
например, бета-лактамы,

которые уничтожают атакующие антибиотики
до того, как те успевают причинить вред;

а разнообразная группа бактерий E. coli,
содержащих штаммы, которые приводят

к диарее или отказу почек,
могут предотвратить воздействие

таких антибиотиков, как хинолоны,
активно уничтожая

любых незванных гостей,
проникших в клетку.

Но есть и хорошие новости.

Учёные трудятся над тем,
чтобы быть на шаг впереди,

и хотя разработка новых антибиотиков
замедлилась в последние годы,

Всемирная организация здравоохранения

считает приоритетом
развитие новых способов лечения.

Другие учёные разрабатывают
альтернативные способы лечения,

например, фаговую терапию или
вакцинации для предотвращения инфекций.

Важно то, что ограничение чрезмерного и
нецелесообразного применения антибиотиков

для лечения лёгких инфекций,
которые могут устраняться самостоятельно,

и реорганизация медицинской практики
для предотвращения больничных инфекций,

могут внести огромный вклад в поддержание
жизнедеятельности неустойчивых бактерий

для подавления
устойчивых штаммов бактерий.

В борьбе против супербактерий разоружение
в некоторых случаях может сработать лучше,

чем эволюционная гонка вооружений.