Лекарственно-устойчивые бактерии добрались до МКС

Группа ученых из Калифорнийского технологического института опубликовала статью в BMC Microbiology об обнаружении на Международной космической станции (МКС) Enterobacter bugandensis с множественной резистентностью к антибактериальным препаратам и сравнении его генома с другими штаммами этого вида. Это продолжение ранее начатого исследования образцов с МКС.

МКС не является стерильной средой. Микробный мониторинг воздуха и поверхностей показал, что на станции обитают различные микроорганизмы и среди них есть оппортунистические (то есть угрожают лишь иммунокомпрометированным пациентам) патогены человека. Установлено, что некоторые микроорганизмы становятся менее восприимчивыми к действию антибиотиков в условиях космического полета. Например, минимальная ингибирующая концентрация колистина и канамицина для E. coli, выделенной у космонавта на борту «Салют 7», увеличилась с 4 мкг/мл до >16 мкг/мл по сравнению с контролем на земле. Опасение вызывает и недавнее наблюдение, согласно которому компетентность бактерий по приобретению чужеродного генетического материала возрастает в условиях микрогравитации (публикация в процессе подготовки).

Образцы собирали в восьми местах МКС трижды —весной 2015 года Терри Вёртс, в мае 2016 года Джеффри Уильямс. Микроорганизмы рода Enterobacter были выявлены среди образцов, взятых в туалете и отсеке с тренажерами.

Для пяти изолятов рода Enterobacter, собранных на МКС Было проведено полногеномное секвенирование на платформе Oxford Nanopore MinION и Illumina MiSeq. Секвенирование выполнялось на Земле, но, возможно, в ближайшем будущем с помощью Nanopore MinION или аналогичных приборов это можно будет делать прямо в космосе. Геномы изолятов сравнили с общедоступными последовательностями геномов рода Enterobacter и определили его принадлежность к виду Enterobacter bugandensis. В 2015 году эта бактерия вызвала вспышку инфекционного заболевания у новорожденных в медицинском центре Бугандо (Танзания), в честь которого и была названа. Штаммы, выделенные на МКС, ближе всего были к трем, обнаруженным ранее на Земле штаммам — EB-247T и двум клиническим изолятам (153_ECLO и MBRL 1077).

Все пять изолятов рода Enterobacter, обнаруженнные на МКС, были устойчивы к цефазолину, цефокситину, оксациллину, пенициллину и рифампину. Известно, что космонавты принимали бета-лактамные антибиотики в течение примерно двух десятилетий. Бета-лактамаза и EC3.5.2.6 присутствовали во всех исследуемых штаммах, в то время как пенициллинсвязывающие белки (PPB4B) были только у штамма MBRL-1077. У всех штаммов присутствовала устойчивость к фторхинолону из-за мутаций гиразы и топоизомеразы. Вероятность патогенности, определенная с помощью алгоритма PathogenFinder, составила более 79%.

Эти бактерии не опасны для здорового организма, они являются оппортунистическими. Однако у пациентов со сниженным иммунитетом они могут вызывать инфекции мочевыводящих путей, нижних дыхательных путей, кожи и мягких тканей, эндокардит, септический артрит и др. Долгосрочный космический полет сказывается на иммунной системе, кроме того, при длительном нахождении в космосе бактерии имеют больше времени для адаптации и размножения, и все это повышает риск.

Закрытая система космической станции — уникальная среда для бактерий и других микроорганизмов. На борту МКС поддерживается чистота, но бактерии, проникшие туда, находят убежища и приспосабливаются, чтобы выжить. Как обнаружили исследователи, в число этих приспособлений входят и мутации, которые придают устойчивость к антибиотикам и делают бактерии менее уязвимыми.