Ученые обнаружили негативный эффект медьсодержащих препаратов

Ученые Калифорнийского университета обнаружили, что интенсивное использование медьсодержащих антимикробных препаратов может способствовать развитию устойчивости бактерий к меди и антибиотикам. Однако без воздействия меди резистентность быстро снижается, что позволяет предположить, что медь может способствовать снижению устойчивости к антибиотикам при чередовании с другими методами лечения.

Устойчивые штаммы возникают, когда несколько особей в популяции бактерий передают последующим поколениям признаки, помогающие им выживать. Естественный отбор в свою очередь гарантирует, что эти признаки, распространятся до такой степени, чтобы популяция могла выживать в условиях давления окружающей среды.

Любые вещества, используемые для уничтожения микроорганизмов (бактерий, вирусов, дрожжей и грибков), могут создавать агрессивную среду, стимулирующую развитие резистентности. К ним относятся химические вещества, металлы, экстремальная жара и холод.

Суть исследования

Исследователи вырастили колонии бактерий E. coli в чашках Петри и подвергли их воздействию фунгицида сульфата меди. Выжили только 8 из первоначальных 50 популяций, после чего из них были выращены последующие поколения, которые снова подверглись воздействию меди для получения популяций, устойчивых к меди. Затем исследователи протестировали устойчивые к меди бактерии с различными распространенными антибиотиками и обнаружили, что они также устойчивы к антибиотикам.

Генетический анализ показал, что у устойчивых к меди бактерий развилось 477 генетических мутаций, не обнаруженных в контрольных популяциях. Некоторые из этих мутаций находились в генах, связанных с устойчивостью к металлам, но не с устойчивостью к антибиотикам. Результаты подтверждают, что бактерии используют одни и те же механизмы для преодоления множественных стрессоров, и указывают на то, что устойчивость к антибиотикам может быть обусловлена не только воздействием антибиотиков, но и другими факторами окружающей среды.

Следует отметить, что бактерии начали терять устойчивость через семь дней после прекращения воздействия меди. В некоторых популяциях устойчивость снизилась, но осталась высокой, в то время как в других она вернулась к исходному уровню, что свидетельствует об определенной генетической изменчивости между устойчивыми популяциями.

Противомикробные препараты на основе меди очень распространены, однако устойчивые к ней бактерии пока не встречаются. Но важно знать, что если бактерии станут устойчивыми к меди, они, приобретут резистентность и к антибиотикам.

Вывод

Исследователи считают, что чередование использования меди с другими противомикробными препаратами позволит контролировать микроорганизмы, не вызывая резистентности. Несмотря на то, что исследование проводилось на кишечной палочке, исследователи отметили, что результаты, применимы и ко многим другим видам бактерий.

Во Всероссийском центре карантина растений (ФГБУ «ВНИИКР» Россельхознадзора) проводят исследования по поиску и оценке различных микроорганизмов в качестве агентов биологической борьбы. Метаболиты грибов и бактерий оказывают негативное воздействие на рост и развитие карантинных микроорганизмов, что может лечь в основу создания биопрепаратов.

Источник: Sada Boyd-Vorsah et al, Survival, Resistance, and Fitness Dynamics of Escherichia coli Populations After Prolonged Exposure to Copper, Evolution, Medicine, and Public Health (2025). DOI: 10.1093/emph/eoaf015