Ewolucja „zabójczych" bakterii może pomóc w walce z opornością na antybiotyki

Naukowcy z University of Pittsburgh dokonali przełomowego odkrycia w zakresie ewolucji bakterii opornych na antybiotyki. W badaniu opublikowanym w prestiżowym czasopiśmie Nature Microbiology wykazali, że szczepy Enterococcus faecium oporne na antybiotyki nabyły zdolność eliminowania konkurencyjnych bakterii, co uczyniło je dominującym patogenem w placówkach medycznych na całym świecie.

Enterococcus faecium to bakteria naturalnie występująca w ludzkim przewodzie pokarmowym, która zazwyczaj nie stanowi zagrożenia dla zdrowych osób. Jednak u pacjentów z osłabionym układem odpornościowym, szczególnie w środowisku szpitalnym, może wywoływać poważne infekcje. 

Szczepy oporne na wankomycynę (VRE - Vancomycin-Resistant Enterococci) stanowią szczególne wyzwanie dla współczesnej medycyny, gdyż są odporne na jeden z "antybiotyków ostatniej szansy", często stosowany w przypadku zakażeń wielolekoopornymi bakteriami.

Zespół badawczy, analizując dane epidemiologiczne z lat 2017-2022, zaobserwował znaczące zmiany w populacji Enterococcus faecium w środowisku szpitalnym. O ile wcześniej identyfikowano około ośmiu różnych typów tej bakterii wywołujących zakażenia, obecnie dominują tylko dwa szczepy, odpowiedzialne za 80% wszystkich przypadków infekcji.

Badacze odkryli, że dominujące szczepy nabyły zdolność produkcji bakteriocyny – naturalnej substancji przeciwdrobnoustrojowej, która działa jak toksyna, eliminując konkurencyjne bakterie. Ta ewolucyjna adaptacja dała im przewagę nad innymi szczepami Enterococcus faecium, umożliwiając skuteczniejsze kolonizowanie środowiska szpitalnego.

Co szczególnie interesujące, naukowcy wykazali, że to zjawisko nie ogranicza się do pojedynczych szpitali czy regionów, ale ma charakter globalny. Te same dominujące szczepy zidentyfikowano w placówkach medycznych na różnych kontynentach, co sugeruje, że mamy do czynienia z ewolucyjnym sukcesem na skalę światową.

Wbrew obawom, jakie może budzić pojawienie się "superpatogenu", odkrycie to niesie również potencjalnie pozytywne implikacje dla medycyny. Dominacja dwóch głównych szczepów może paradoksalnie ułatwić opracowanie skutecznych metod zwalczania tych bakterii. Odkryta bakteriocyna mogłaby zostać wykorzystana jako podstawa do stworzenia nowych antybiotyków lub terapii fagowej.

Badacze podkreślają, że choć dominujące szczepy nie powodują cięższego przebiegu infekcji w porównaniu z innymi wariantami Enterococcus faecium, ich rozprzestrzenienie się w placówkach opieki zdrowotnej stanowi istotne wyzwanie dla kontroli zakażeń. Na szczęście ich monopol może potencjalnie ułatwić opracowanie nowych strategii terapeutycznych w walce z opornymi na antybiotyki patogenami.

Badanie rzuca również nowe światło na dynamikę ewolucji bakterii w środowisku klinicznym. Pokazuje, że adaptacja patogenów do warunków szpitalnych obejmuje nie tylko rozwój oporności na antybiotyki, ale również bardziej złożone strategie zapewniające przewagę konkurencyjną.

To odkrycie podkreśla wagę ciągłego monitorowania i badania ewolucji patogenów szpitalnych. Tylko dzięki głębokiemu zrozumieniu mechanizmów adaptacyjnych bakterii można skutecznie przeciwdziałać zagrożeniom, jakie stwarzają.

Naukowcy planują teraz skoncentrować się na dokładnym poznaniu struktury i mechanizmu działania odkrytej bakteriocyny, co może otworzyć drogę do wykorzystania jej w nowych terapiach przeciwbakteryjnych. W erze narastającej oporności na antybiotyki, tego typu odkrycia dają nadzieję na opracowanie innowacyjnych metod zwalczania groźnych patogenów.