Устойчивость к антибиотикам выявила ДНК зубов исчезающих животных

Европейский бурый медведь

Европейский бурый медведь, идущий по снегу (Ursus arctos) Халсингланд, Швеция

Шведские бурые медведи почти исчезли в начале 1900-х годов, став жертвой энтузиазма охотников за трофеями и разгневанных фермеров. Усилия по сохранению постепенно вернули их обратно – вместе с неожиданным бонусом. ДНК зубов животных теперь показывает, что почти сразу после того, как в 1950-х годах были введены антибиотики, лекарства проникли даже в самые отдаленные шведские леса. Новое открытие, сделанное сегодня, может помочь ученым лучше понять распространение устойчивости к антибиотикам – глобальную проблему, имеющую серьезные последствия для здоровья человека.

“Это исследование является действительно хорошим примером того, как древняя ДНК может быть использована для решения сегодняшних проблем”, – говорит Джеймс Феллоуз Йейтс, археолог из Института изучения человеческой истории Макса Планка, который не принимал участия в исследовании.

Чтобы собрать образцы, микробиолог Джаэль Брили часами изучал черепа медведей из коллекции Шведского национального музея, датируемой 1842 годом, в поисках очевидных пятен на их зубах, указывающих на наличие зубного камня или зубного налета. Такие остатки изучались у людей более 10 лет, чтобы лучше понять диету и здоровье. “У людей это выглядит как большое скопление, но у медведей это легкая пленка, которая покрывает зубы”, – говорит Брили.

Брили и ее соавторы собрали материал с 82 медведей, соскоблив пленки с медвежьим зубным налетом на листы алюминиевой фольги. Генетический анализ выявил разнообразное сообщество бактерий, живущих во рту животных, известное как микробиом полости рта. Исследователи также обнаружили гены устойчивости к антибиотикам, которые развиваются у некоторых бактерий в ответ на антибиотики из окружающей среды.

Когда исследователи со временем получили достаточно образцов, результаты оказались поразительными: казалось, что устойчивость к противомикробным препаратам резко возросла по всей Швеции после введения антибиотиков в 1951 году. Как и большинство стран мира, Швеция получила волну энтузиазма по поводу этих препаратов. Их использовали повсюду, от больниц до ферм, где они использовались для лечения болезней домашнего скота и содействия более быстрому росту. К 1970 году Швеция производила более 40000 килограммов антибиотиков ежегодно.

Зубы медведей показывают, что произошло дальше: широкое применение антибиотиков привело к увеличению числа бактерий, устойчивых к ним. Между 1951 и 1970 годами бактерии в образцах окаменелостей содержали в два раза больше генов устойчивости к антибиотикам, чем окаменелости до эры антибиотиков, сообщают исследователи в журнале Current Biology. “Когда люди начинают использовать антибиотики, те попадают в окружающую среду”, – говорит соавтор Катерина Гущански, генетик из Университета Уппсалы.

Гущанский говорит, что медведи служат своего рода мерой для решения более широкой проблемы: устойчивости к антибиотикам, которую Всемирная организация здравоохранения называет одной из самых больших угроз глобальному здоровью, продовольственной безопасности и развитию. Повсеместное распространение генов устойчивости к антибиотикам снова влияет на здоровье человека, создавая резервуары бактерий, которые могут выжить даже при воздействии самых мощных лекарств.

К удивлению ученых, даже у медведей, живущих в сотнях километров от населенных пунктов, в зубном камне было почти столько же устойчивых к антибиотикам бактерий, сколько у медведей, живущих ближе к людям. Исследование не показывает, как это произошло, но Гущанский и Брили предполагают, что сток с фермы мог привести к загрязнению запасов воды или голодные медведи могли питаться добычей, дополненной антибиотиками. “Что бы ни случилось, – говорит Гущанский, это распространилось по всему региону”.

Использование ДНК из образцов животных для измерения изменений окружающей среды является многообещающим, говорит Дэвид Диес дель Молино, палеогенетик из Центра палеогенетики в Стокгольме. “Использование исторических моделей для получения информации, которую вы не могли получить никаким другим способом, является ключевым. Это действительно выделяет это исследование. “Коллега Йейтс согласен, особенно когда речь заходит о понимании того, как организмы реагируют на загрязнение окружающей среды с течением времени. “Есть много возможностей”.

История устойчивости к антибиотикам также имеет неожиданный счастливый конец. Швеция ограничила использование лекарств в животноводстве в 1986 году и начала регулировать продажу антибиотиков людям и животным в 1995 году. Затем производство и использование антибиотиков в стране значительно сократились. Эта тенденция наблюдается и у медведей: у животных, живших в середине 2000-х годов, было меньше маркеров устойчивости к антибиотикам.

Эндрю Карри – журналист из Берлина.

Читайте также: