Воздействие антибиотиков в низких дозах может иметь серьезные последствия для кишечных бактерий.

Антибиотик, обычно обнаруживаемый в окружающей среде в низких концентрациях, может оказывать сильное воздействие на кишечные бактерии, докладывают исследователи из Университета Орегона.

Изучение, опубликовано на этой неделе в Труды Национальной академии наук , применили трехмерную микроскопию к почти прозрачным рыбкам данио, чтобы показать, как слабые уровни антибиотиков вызывают структурные изменения в кишечных бактериальных сообществах, которые вызывают резкое сокращение бактериальных популяций.

<цитата>

Низкие уровни антибиотиков часто обнаруживаются как загрязнители окружающей среды, например, из-за широкого использования в животноводстве. Известно, что слабые антибиотики могут резко изменить микробиом кишечника человека. но почему это происходит, остается загадкой.

Рагхувир Партасарати, профессор физики и член Института молекулярной биологии UO

Личинки данио - хорошая модель для разгадки тайны. Партасарати сказал:потому что они имеют много анатомических сходств с людьми и другими позвоночными животными, и их кишечные микробы можно наблюдать непосредственно.

Докторант Брэндон Х. Шломанн и постдокторант Трэвис Дж. Уайлс руководили проектом. в котором личинки наблюдались с помощью трехмерной микроскопии, поскольку они подвергались воздействию антибиотика ципрофлоксацина в концентрациях, сопоставимых с уровнями, часто обнаруживаемыми в образцах окружающей среды.

Исследователи отдельно изучили рыбок данио, несущих один из двух разных видов бактерий, каждый из которых часто встречается в кишечнике рыбок данио. Бактерии одного из видов подвижны и быстро плавают. Бактерии других видов почти полностью сгруппированы в плотные колонии.

В присутствии антибиотика оба типа бактерий резко изменили свое поведение. Нормально подвижные виды стали намного медленнее и образовали агрегаты. Обычно агрегированные виды изменились по структуре, чтобы сформировать еще более крупные колонии. с меньшей фрагментацией.

В обоих случаях, усиленная агрегация сделала бактерии более чувствительными к механическим сокращениям кишечника, что приводит к усилению изгнания из кишечника и более чем стократному падению в кишечном популяции.

"Наши выводы, "Партхасарати сказал:"предполагают, что из-за физической активности кишечника, Загрязнение антибиотиками вызывает гораздо более серьезные изменения в микробиоме кишечника, чем можно было бы предположить, просто изучая только бактерии. В некотором смысле кишечник усиливает действие слабых антибиотиков ».

По их наблюдениям, исследователи разработали математическую модель бактериальной динамики в кишечнике, с прогнозами размеров колоний, соответствующими экспериментальным данным. Модель аналогична модели роста полимеров и микрочастиц, показывая, пишут соавторы, что методы, разработанные в физике, могут быть плодотворно применены к изучению микробиома кишечника.

Партасарати ожидает, что выводы команды применимы не только к рыбкам данио.

"Широкий спектр бактерий реагирует на слабые антибиотики, изменяя свою форму и поведение агрегации, - сказал он. - Все кишечники позвоночных, включая человека, переносят пищу и микробы, и их механика управляет движением бактериальных групп. Мы подозреваем, следовательно, что то, что мы обнаружили, весьма универсальны для разных видов, включая людей и других животных ".

Модель, Партасарати и его коллеги пишут:обеспечивает основу для оценки нарушений действия антибиотиков у людей и других животных. Команда из пяти человек предполагает, что изгнание живых бактерий, подвергшихся воздействию антибиотиков, из кишечника животных посредством процесса, основанного на агрегации, может быть механизмом распространения устойчивости к антибиотикам.

• Ротавирусная инфекция может играть роль в развитии диабета 1 типа
• Исследование выявляет ген, который позволяет хламидиям забирать ДНК из среды хозяина.