Ученые из Австралии провели исследование, показывающее, что обычно используемые подсластители могут способствовать распространению устойчивых к антибиотикам генов бактерий в кишечнике.
Авторы исследования
The University of Queensland, St. Lucia, Brisbane, QLD, Australia
Ссылка на исследование: https://www.nature.com
Внимание! Все статьи на сайте носят информационный характер. Перед использованием тех или иных техник или рекомендаций обязательно проконсультируйтесь со своим врачом или профильным специалистом.
Подсластители помогают бактериям защищаться от антибиотиков
Исследование показало, что подсластители сахарин, сукралоза, аспартам и ацесульфам калия способствуют горизонтальному переносу генов между бактериями как в окружающей среде, так и в клинических условиях.
Подсластители ускоряли обмен генов устойчивости к антибиотикам (antibiotic resistance genes, ARGs) с помощью процесса, называемого конъюгацией. Гены передаются от донора к бактериям-реципиентам, которые затем могут развить множественную лекарственную устойчивость.
Конъюгация - это процесс, требующий контакта клетки с клеткой через пили или адгезины клеточной поверхности, через которые ДНК передается от донорской клетки к клетке-реципиенту.
Опубликовав своё исследование в журнале ISME, команда ученых говорит, что полученные результаты дают представление о распространении устойчивости к противомикробным препаратам и указывают на потенциальный риск, связанный с присутствием этих подсластителей в продуктах питания и напитках.
Устойчивость к антибиотикам - глобальная угроза
Устойчивость к противомикробным препаратам (антибиотикам) представляет собой одну из наиболее значительных глобальных угроз общественному здоровью и биобезопасности в ближайшие десятилетия.
В настоящее время 700.000 человек во всем мире ежегодно умирают от инфекций, вызванных устойчивыми к антибиотикам бактериями. По оценкам ученых, примерно 10 миллионов человек умрут от таких инфекций к 2050 году, если немедленно не принять меры.
Появление ARG (устойчивых генов), которые дают начало устойчивым бактериям, обычно приписывают неправильному или чрезмерному использованию антибиотиков.
Распространение ARGs среди различных видов бактерий в основном обусловлено процессом, называемым горизонтальным переносом генов (HGT).
Как действуют подсластители на бактерии
Хотя подсластители были разработаны и продвигаются как безопасные пищевые добавки, которые позволяют людям избежать неблагоприятных последствий потребления сахара, некоторые широко используемые подсластители в последнее время были связаны с риском для здоровья.
Например, исследования в пробирке показали, что подсластители сахарин (SAC), сукралоза (SUC) и аспартам (ASP) могут индуцировать образование опухолей мочевого пузыря.
Эти подсластители также связаны с непереносимостью глюкозы, которая, как полагают, возникает из-за изменений в микрофлоре кишечника.
Исследования также показали, что SAC, SUC и ASP, а также ацесульфам калия (ACE-K), вызывают повреждение ДНК у бактерий. Исследователи говорят, что это, скорее всего, активирует у таких бактерий систему реагирования на повреждение ДНК (SOS-ответ).
Кроме того, имеются данные, свидетельствующие о том, что конъюгативный перенос устойчивых генов (ARG) может быть связан с SOS-реакцией.
Исследования также недавно показали, что подсластители изменяют состав и возможности микрофлоры кишечника, что очень похоже на применение антибиотиков.
Результаты исследования
Команда ученых использовала три модельные системы конъюгации для исследования того, способствуют ли подсластители (SAC, SUC, ASP и ACE-K) плазмидно-опосредованному конъюгативному переносу как в окружающей среде, так и в клинических условиях.
Ученые провели анализ секвенирования РНК всего генома и измерили изменения в продукции активных форм кислорода (АФК), SOS-реакции и проницаемости клеточных мембран.
Было обнаружено, что все 4 подсластителя способствуют плазмидно-опосредованному конъюгативному переносу между одними и теми же бактериями и различными филогенетическими штаммами.
Бактерии, подвергшиеся воздействию соединений из подсластителей, показывали увеличение продукции активных форм кислорода (АФК), SOS-ответа и конъюгативного переноса генов устойчивости (ARG) в клинически значимых концентрациях.
Проницаемость клеточной мембраны, особенно донорской, также играет важную роль в частоте конъюгативного переноса. При увеличении проницаемости клеток донора (но не бактерий-реципиентов) наблюдалось значительное увеличение конъюгативного переноса. Когда проницаемость клеток реципиента (но не донора) была увеличена, никаких существенных изменений в конъюгативном переносе не наблюдалось.
Подсластители вредят не только на кухне
Ученые в своих выводах отметили, что очистные сооружения сточных вод могут служить центрами концентрации горизонтального переноса генов для устойчивых к антибиотикам бактерий и устойчивых генов (ARGs) из-за увеличения проницаемости среди местных видов бактерий.
Вполне возможно, что эти подсластители могут вызвать каскадное распространение устойчивых генов (ARGs) в очистных сооружениях, тем самым способствуя повышенному развитию устойчивости к антибиотикам у бактерий окружающей среды.
Учитывая значительное применение этих подсластителей в пищевой промышленности (этих веществ во всем мире потребляется более 117.000 метрических тонн в год), результаты этой научной работы являются тревожным сигналом. И требуется оценка потенциальной роли антибиотиков и подсластителями в развитии резистентности у бактерий.