Najnowsze badania rzucają nowe światło na ewolucję bakterii, prezentując niezwykle dokładną mapę ewolucyjną szczepów Escherichia coli. Dzięki danym uzyskanym z sekwencjonowania długich odczytów, naukowcom udało się prześledzić zmiany genetyczne zachodzące w bakteriach na przestrzeni 300 lat. To przełomowe odkrycie może umożliwić opracowanie precyzyjnych metod leczenia infekcji opornych na antybiotyki, takich jak zakażenia układu moczowego. Ewolucja bakterii – co mówią naukowcy?
Badacze z Wellcome Sanger Institute, Uniwersytetu w Oslo oraz UiT The Arctic University of Norway przeanalizowali 4 485 genomów plazmidów pochodzących z ponad 2 000 próbek E. coli zebranych na przestrzeni 16 lat. Plazmidy – koliste cząsteczki DNA – odgrywają kluczową rolę w ewolucji bakterii. Umożliwiają wymianę genów między szczepami i odpowiadają za ich zdolność przystosowawczą.
Nowe podejście do walki z opornością na antybiotyki
Zamiast polegać wyłącznie na szerokospektralnych antybiotykach, nowe badania sugerują, że możliwe będzie stworzenie terapii ukierunkowanych na konkretne cechy bakteryjne. Odkryto m.in., że niektóre plazmidy umożliwiają E. coli produkcję bakteriocyn – białek, które eliminują konkurencyjne szczepy bakterii. Wykorzystanie tej naturalnej walki o przetrwanie może stać się alternatywą dla klasycznych antybiotyków.
Co więcej, badania wykazały, że plazmidy odpowiedzialne za oporność na wiele leków rzadko współwystępują z tymi kodującymi produkcję bakteriocyn. To oznacza, że szczepy produkujące bakteriocyny mogą skutecznie zwalczać nawet oporne bakterie, oferując tym samym nowe możliwości terapeutyczne.
Przełom w zrozumieniu, jak przebiega ewolucja bakterii
Ewolucja bakterii jest procesem dynamicznym, silnie zależnym od czynników środowiskowych i możliwości transferu genów. Mapowanie zmian ewolucyjnych na przestrzeni dekad i stuleci pozwala lepiej zrozumieć, jak oporność na antybiotyki się rozwija i rozprzestrzenia. Profesor Pål Johnsen, współautor badania, podkreśla, że to dopiero początek nowej ery w badaniach nad mikrobiologią i leczeniem infekcji.
Ku przyszłości medycyny precyzyjnej
Stworzona mapa ewolucyjna bakterii E. coli może posłużyć do opracowania terapii, które będą działać selektywnie – eliminując jedynie szkodliwe bakterie, a nie naruszając równowagi mikrobiomu. Dodatkowo, śledzenie plazmidów w czasie może pomóc przewidywać przyszłe epidemie i podejmować działania prewencyjne w zakresie zdrowia publicznego.
To badanie stanowi kamień milowy na drodze do medycyny precyzyjnej i daje nadzieję na skuteczniejszą walkę z rosnącą opornością bakterii na antybiotyki.
