У больных диабетом чаще развивается резистентность к антибиотикам

Исследователи из Медицинской школы Университета Северной Каролины обнаружили, что у людей с диабетом повышена вероятность развития устойчивых к антибиотикам штаммов бактерий. Исследование, опубликованное в журнале Science Advances, демонстрирует, что устойчивость к антибиотикам возникает гораздо быстрее на моделях диабета, чем при недиабетических заболеваниях.

«Это взаимодействие между бактериями и диабетом может быть основной движущей силой быстрой эволюции и распространения устойчивости к антибиотикам, которую мы наблюдаем», - говорит один из авторов исследования доцент кафедры микробиологии и иммунологии Брайан Конлон. 

Диабет влияет на способность организма контролировать глюкозу, часто вызывая накопление ее избытка в кровотоке. Стафилококк питается за счет этих высоких уровней сахара, что позволяет ему быстрее размножаться. Бактерия также может беспрепятственно расти, поскольку диабет также снижает способность иммунной системы разрушать клетки и контролировать инфекцию. Пациенты с диабетом более чувствительны к инфекциям еще и из-за общего подавления иммунитета и нарушения кровообращения в конечностях.

По мере увеличения количества бактерий при диабетической инфекции увеличивается и вероятность резистентности. Появляются случайные мутации, и некоторые из них повышают устойчивость к внешним стрессовым факторам, таким как антибиотики. Как только при диабетической инфекции появляется резистентный мутант, он быстро захватывает популяцию, используя избыток глюкозы для стимулирования ее быстрого роста.

В ходе эксперимента ученые заражали мышей с диабетом метициллин-резистентным штаммом Staphylococcus aureus и лечили их рифампицином. Сначала исследователи подготовили модель мыши с бактериальной инфекцией в коже и мягких тканях. Модели грызунов были разделены на две группы: половине давали соединение, которое избирательно убивает клетки поджелудочной железы, вызывая у них диабет, а другим учестникам это соединение не давали. Затем специалисты заразили золотистым стафилококком как диабетиков, так и недиабетиков и лечили их рифампицином, антибиотиком, устойчивость к которому развивается с высокой скоростью.

Через пять дней после заражения у диабетических моделей обнаружили более ста миллионов бактерий, устойчивых к рифампицину, тогда как у недиабетических моделей таких бактерий не было. Мутация охватила всю инфекцию всего за четыре дня. 

Устойчивые к антибиотикам штаммы бактерий передаются от человека к человеку теми же путями, что и другие бактерии и вирусы – в воздухе, на дверных ручках и пище, которую мы едим, – что делает профилактику этих видов инфекций одним из главных приоритетов.

Дальнейшие эксперименты показали, что снижение уровня сахара в крови на моделях диабета с помощью инсулина лишает бактерии их топлива, сдерживает их численность и снижает вероятность возникновения устойчивых к антибиотикам мутаций. Результаты демонстрируют, что контроль уровня сахара в крови с помощью инсулина может быть ключевым фактором в предотвращении устойчивости к антибиотикам.

«Резистентность и ее распространение связаны не только с назначением лекарств, но и с состоянием здоровья тех, кто принимает антибиотики», - говорит Конлон, - «Контроль уровня глюкозы в крови становится чрезвычайно важным. Когда мы давали мышам инсулин, то смогли вернуть уровень сахара в крови к норме и не наблюдали такого быстрого размножения устойчивых бактерий».

Теперь исследователи сосредоточили усилия на изучению эволюции резистентности у людей (с диабетом и без него) к другим устойчивым к антибиотикам бактериям, включая Enterococcus faecalis, Pseudomonas aeruginosa и Streptococcus pyogenes. Они также планируют провести аналогичные исследования на пациентах, проходящих химиотерапию, и недавних реципиентах трансплантата, чтобы выяснить, насколько эти группы населения подвержены инфекциям, устойчивым к антибиотикам.

Марина КЫН