В Арктике ученые находят микробы, которые обещают справиться с самой большой проблемой медицины, — устойчивостью к антибиотикам. О том, как это происходит, рассказал «Фонтанке» Гончаров А.Е., д.м.н., доцент кафедры эпидемиологии, паразитологии и дезинфектологии СЗГМУ им. И.И. Мечникова, начальник лаборатории функциональной геномики и протеомики микроорганизмов Института экспериментальной медицины.

Гончаров Артемий Евгеньевич — участник семи экспедиций в Арктику и Антарктику. В основном он работает в арктической зоне Якутии вместе с палеонтологами Якутского музея мамонтов, российских и зарубежных вузов, изучает палеонтологический материал периода плейстоцена (каменный век), извлеченный из вечной мерзлоты в зонах, где находят представителей мамонтовой фауны: мамонтов, шерстистых носорогов, древних представителей псовых, лосей.

Из последней экспедиции ученый вернулся с чемоданом проб — очередной коллекцией биологического материала. С помощью них эксперт будет искать бактериофаги (вирусы, уничтожающие бактерии) и ответ на вопрос: могут ли полярные наземные экосистемы Арктики быть источником бактериофагов для применения в медицине и биотехнологиях.

Древние бактерии ацинетобактер: помощь в борьбе с внутрибольничными инфекциями?

«Acinetobacter — вид бактерий из рода ацинетобактеров. В стационарах обнаруживается только один их вид — Acinetobacter baumannii, а в природе, в частности в вечной мерзлоте, доминируют другие. Но получив их, с одной стороны, мы можем изучать этот род бактерий и механизмы приобретения им патогенных свойств. С другой — в мерзлоте, и вообще в холодных местах обитания микроорганизмов, могут в обилии находиться бактериофаги — вирусы, которые могут поражать бактерии или ослаблять их так, что с ними может справиться иммунитет. И возможно, какая-то часть из них будет эффективна в борьбе с вызывающими внутрибольничные инфекционные заболевания».

Поиск древних бактерий и вирусов

«Есть две вещи, которые подтолкнули к поискам древних бактерий и вирусов. Одна из них — действительно, изменение климата и необходимость оценки эпидемиологических рисков, возникающих с оттаиванием мерзлоты. Другая — активный поиск местным населением представителей мамонтовой фауны — мамонтовая лихорадка, которая охватила некоторые регионы нашей страны, Якутию например. Там в промышленном масштабе ищут мамонтовый бивень и рог носорога, находят и зарабатывают на этом».

О мамонте, замерзшем 27,5 тысячи лет назад

«Мерзлая мумия мамонта, которую обнаружили в 2012-м на острове Малый Ляховский — самая известная и самая интересная находка. Скажу сразу — ничего опасного, что угрожало бы человечеству в ходе микробиологических исследований не найдено.

Сохранились несколько живых микроорганизмов в составе кишечной микробиоты, которые можно было культивировать. Это энтерококки, они, как правило, не представляют угрозы для человека и используются иногда в молочной промышленности для изготовления сыров. Однако некоторые их штаммы могут приобретать антибиотикорезистентность и вызывать внутрибольничные инфекции. Мы изучаем геномы их древних предков из малоляховского мамонта, чтобы понять, как они эволюционировали, насколько изменился этот вид микроорганизмов».

Антибиотикорезистентность: причины и новые возможности

«Самый большой вклад в формирование антибиотикорезистентности несет не таяние мерзлоты, а человек со своей фарминдустрией и массовым применением антибактериальных лекарств в сельском хозяйстве, ветеринарии, медицине. Но и древние бактерии, безусловно, внесут какой-то вклад в общую устойчивость к этим лекарствам.

Создавая антибиотики, человек использует как раз природные инструменты. Если помните, Флеминг нашел пенициллин, когда забыл помыть чашку Петри и в ней выросли споры грибков. То есть нас уже окружают микроорганизмы, которые способны продуцировать антибиотики. Они в большом количестве живут в основном в почвах — защищают свой участок земной поверхности, который колонизировали, это средство межвидовой борьбы. В холодных экосистемах ресурсы лимитированы, обороняться приходится активно, поэтому бактерий — «производителей» антибиотиков — много: стрептомицеты, актиномицеты, бациллы и другие способны вырабатывать антибактериальные соединения. Для нас это означает, что мы можем черпать из этого источника бактерии, продуцирующие антибиотики и создавать лекарства.

В рамках проекта, над которым мы работаем с коллегами из СЗГМУ им. Мечникова, есть несколько штаммов, которые подавляют рост патогенных стафилококков и клебсиел (возбудителей внутрибольничных инфекций), надеемся, что они помогут в создании новых антибиотиков».

Бактериофаги — альтернатива антибиотикам?

«Фаги не могут быть панацеей от инфекционных заболеваний, это лишь одно из средств сдерживания антибиотикорезистентности, иногда очень перспективное, если удается найти чувствительную бактерию и бактериофаг, который на нее действует. Они хороши там, где нужно быстро и без дорогих антибиотиков справиться с каким-то микроорганизмом, например в больницах.

У бактерий есть механизмы для выработки резистентности и к фагам, они ведь сосуществуют миллионы лет. Но в отличие от антибиотиков у бактериофаговых препаратов можно относительно быстро менять состав и избегать распространения устойчивых к ним бактерий».