Возникновению устойчивости к антибиотикам и химиопрепаратам способствует бет-хеджирование

Возникновению устойчивости к антибиотикам и химиопрепаратам способствует бет-хеджирование

Современные методы лечения бактериальных инфекций и рака значительно увеличили продолжительность жизни и повысили качество жизни. Тем не менее, многие лекарства в конечном счете терпят неудачу из-за роста и выживания при лечении резистентных к нему микроорганизмов. Совместная группа исследователей из Онкологического центра Моффита (Moffitt Cancer Center) и отдела информатики Оксфордского университета (Oxford University) с помощью математической модели объяснила, как бактерии и раковые клетки используют эволюционный процесс, известный как бет-хеджирование, чтобы противостоять медицинскому вмешательству.

«Устойчивость к лечению возникает отчасти потому, что клеточные популяции являются гетерогенными - то есть состоят из смеси клеток с различными характеристиками, некоторые из которых являются невосприимчивыми к терапии, - говорит руководитель исследования Александдр Андерсон (Alexander Anderson). - Неоднородность встречается у всех организмов, от бактерий и грибов до растений, насекомых и раковых клеток и может служить в качестве механизма выживания в случае катастрофических изменений в окружающей среде».

Разнородность, которая возникает благодаря механизмам, отличным от генетических мутаций, и является бет-хеджированием. Пока не ясно, как это явление появилось и каким образом оно сохраняется в условиях, когда катастрофические события редки, а уменьшением популяции управляет естественный отбор.

По мнению ученых, биологическая избыточность может привести к бет-хеджированию путем введения случайных генетических мутаций, которые изначально не имели никакого влияния на характеристики вида. Кроме того, молекулярный механизм, который контролирует бет-хеджирование, немного замедляет этот процесс. В совокупности оба эти механизма приводят к тому, что бет-хеджирование сохраняется даже там, где не происходят катастрофические события.

Эти результаты имеют важное значение для лечения заболеваний, которые связаны с лекарственной устойчивостью.

Ведущий автор исследования, Дэн Никол (Dan Nichol) заметил: «Одна из стратегий, направленная на преодоление резистентности, называется терапевтические каникулы. На некоторое время пациент прекращал лечение, что позволит предотвратить ситуацию, когда выживают сильнейшие, устойчивые к лечению клетки, что в конечном итоге приводит к рецидиву заболевания».

Бет-хеджирование как раз позволяет определить, будут ли терапевтические каникулы полезны. Еще одна стратегия основывается на обнаружении лекарств, которые убивают устойчивые к ним клетки или идентифицируют таргетированные генетические механизмы, чтобы предотвратить их появление.