Канадские ученые выявили связь между дефицитом полезных микроэлементов в организме в раннем возрасте и устойчивостью к антибиотикам в более зрелые годы. Исследование проведено на мышах, тем не менее специалисты считают, что оно может пролить свет на одну из причин роста антибиотикорезистентности у людей, который сегодня наблюдается по всему миру.
Проблему устойчивости патогенных микроорганизмов к антибиотикам связывают с чрезмерным использованием последних. Ученые из Университета Британской Колумбии (Канада) решили подойти к проблеме под другим углом и изучили, как нехватка важнейших микроэлементов (витамина А, В12, фолиевой кислоты, железа и цинка) влияет на сообщество бактерий, вирусов и грибков, обитающих в пищеварительном тракте мышей. Выводы представлены в журнале Nature Microbiology.
По данным ученых, в мире примерно 340 миллионов детей в возрасте до пяти лет страдают от дефицита различных питательных микроэлементов, которые не только влияют на рост организма, но и значительно изменяют микробиом кишечника. Самое интересное то, что в связи с недостаточным поступлением в организм питательных веществ таким детям зачастую назначают антибиотики.
По иронии судьбы кишечный микробиом может обладать повышенной устойчивостью к препаратам из-за дефицита питательных микроэлементов. Это показало исследование на мышах. Часть молодняка намеренно ограничивали в поступлении в организм цинка, фолиевой кислоты, железа, витаминов А и В12, другая часть животных получала нормальное питание. Затем ученые провели метагеномное секвенирование образцов фекалий мышей. Оно позволило выявить, какие виды микроорганизмов и в каких количествах встречались в кишечнике грызунов на протяжении эксперимента.
Выяснилось, что мыши, которые в детстве страдали множественным дефицитом питательных макроэлементов, в более зрелом возрасте обладали значительно измененным микробиомом кишечника. В сравнении с контрольной группой у таких животных наблюдали повышенный уровень патогенных бактерий и грибков, устойчивых к антибиотикам, даже несмотря на то, что эти мыши никогда не подвергались воздействию самих антибиотиков. Кроме того, дефицит питательных элементов подопытных животных коррелировал с повышенной встречаемостью отдельных генов и набором генов, связанных с устойчивостью к антибиотикам.
Авторы работы сделали вывод, что стресс, с которым сталкиваются бактерии микробиома кишечника при нехватке витаминов, — ключевая причина перестройки бактериального разнообразия внутри организма, причем даже в отсутствие какого-либо знакомства с антибиотиками в принципе. Это может пролить свет на причины высокой распространенности проблемы антибиотикорезистентности в бедных странах, где больные зачастую лишены доступа ко многим антибиотикам.