Отбор устойчивых бактерий при чрезвычайно низких концентрациях антибиотиков

Широкое применение антибиотиков способствует отбору различных механизмов устойчивости, создающих серьёзные трудности для лечения бактериальных инфекций. Устойчивые бактерии могут отбираться при высоких концентрациях антибиотиков, применяемых в терапии, однако роль значительно более низких концентраций, присутствующих во многих объектах окружающей среды, в этом процессе остаётся в значительной степени неясной. В высокочувствительных экспериментах по конкуренции мы показали, что отбор устойчивых бактерий происходит при чрезвычайно низких концентрациях антибиотиков. Так, для трёх клинически значимых антибиотиков концентрации, вплоть до нескольких сотен раз ниже минимальной подавляющей концентрации для чувствительных бактерий, могли приводить к обогащению популяции устойчивыми бактериями, даже если изначально они составляли лишь небольшую её долю. Мы также показали, что при субингибирующих концентрациях антибиотиков могут отбираться мутанты, возникшие de novo, и разработали математическую модель, позволяющую предсказать, с какой скоростью такие мутанты будут вытеснять чувствительную популяцию. Полученные результаты дополняют представления об эволюции устойчивости и позволяют предположить, что низкие концентрации антибиотиков, обнаруживаемые во многих природных средах, имеют важное значение для обогащения популяций бактерий устойчивыми вариантами и поддержания устойчивости.