Ученые КФУ помогут решить проблему устойчивости к антибиотикам

Над этим работает научная группа Института экологии и природопользования под руководством доцента кафедры ландшафтной экологии, ведущего инженера лаборатории «Экологические инновации» Полины Галицкой, недавно выигравшей грант РФФИ на проведение данного исследования.

«Проект направлен на то, чтобы определить, каким образом генная устойчивость к антибиотикам распространяется в окружающей среде. Мы оцениваем,  какие антибиотики, в каком количестве попадают в окружающую среду, сколько процентов овощей и фруктов загрязнено, сколько процентов людей, употребляющих подобные продукты, приобретают устойчивость к антибиотикам», - рассказала она.

Содержание антибиотиков в окружающей среде просто огромно. Они используются как для лечения человека, так и в ветеринарии, причем в ветеринарии их применяется и по массе больше и для большего количества целей: для лечения, для профилактики и для увеличения массы животных. Все эти антибиотики, проходя через организм животных, частично метабилизируются, то есть изменяются, а частично выводятся в неизмененном виде вместе с экскрементами.

«Экскременты представляют собой бомбу замедленного действия: с одной стороны, в них есть антибиотики, с другой, в них имеются микроорганизмы кишечника, которые приобрели устойчивость к этим антибиотикам, - пояснила  Полина Галицкая. - Чаще всего навоз используется в качестве удобрения, то есть на поля мы своими руками выносим антибиотики и бактерии, которые устойчивы к антибиотикам. Бактерии способны передавать друг другу генетическую информацию, в частности ту, которая кодирует их способность быть устойчивыми к антибиотикам, а в почве, в свою очередь, живут микроорганизмы, которые способны эти гены устойчивости к антибиотикам принять».

Таким образом, почвенная микрофлора становится устойчивой, что плохо с двух точек зрения. Во-первых, далее почву нельзя лечить, то есть при распространении каких-то передающихся через почву бактериальных заболеваний растений эти заболевания уничтожить нельзя, а значит, мы лишается урожая. А во-вторых, эти бактерии с генами устойчивости могут попасть и в продукты питания, в частности в те из них, которые мы едим сырыми и которые даже после обработки могут содержать частички почвы, в итоге, человек, съедая подобные продукты – редис, морковь и другие, опосредованным путем может получить устойчивость к антибиотикам.

«Результаты исследования могут использоваться и в медицине, и в сельском хозяйстве, - рассказала Полина Галицкая. - Мы можем составить некую карту, которая будет содержать информацию, в каком районе какие антибиотики используются в большей или меньшей степени,  а значит, показать, что у жителей той или иной территории с большей вероятностью есть устойчивость к тем или иным антибиотикам и использовать их для лечения неэффективно. Если говорить о сельском хозяйстве, то зная о загрязненности экскрементов антибиотиками, можно очистить навоз до того, как выносить его на поля. В данном проекте задача очистки не стоит, но мы параллельно реализуем другое научное исследование, которое будет посвящено именно очистке от генной устойчивости к антибиотикам».   

На данном этапе ученые исследовали сельскохозяйственные предприятия, расположенные в республике Татарстан и республике Марий Эл, поставляющие нам мясо, яйца, молоко и другие продукты. Изначально предполагалось, что количество генов устойчивости к антибиотикам в экскрементах животных зависит от масштабов производства сельскохозяйственного предприятия, но эта идея оказалась ошибочной: генов устойчивости к антибиотикам много везде, и при массовом производстве, и на частных фермах. Исследователи пока не смогли найти ни одного вида навоза или помета, в котором бы таких генов не было.

«Дальше мы посмотрим уровень загрязненности почв, и следующее, что нас интересует, - процесс горизонтального трансфера генов, то есть передача генов устойчивости к антибиотикам от микроорганизмов навоза в почву. Важно знать, в каком количестве эти гены передаются, какие микроорганизмы, наделенные свойством устойчивости к антибиотикам, более «живучие», и в целом, зависит ли передача генов устойчивости от климатических условий и так далее», -  поделилась планами Полина Галицкая.

Безусловно, ученые внимательно анализируют степень загрязненности окружающей среды антибиотиками, но они уже приступили и к следующему этапу – поиску способа очистки. «Уже сейчас мы подали проект по очистке от генов устойчивости к антибиотикам на получение гранта, и реализовать это исследование мы планируем совместно с нашими индийскими коллегами», - отметила она.