Биологи изменили геном бактерии так, что она стала синтезировать β-лактамазу — фермент, расщепляющий β-лактамные антибиотики. Этот штамм сводит к минимуму возможный дисбиоз, обычный при приеме антибиотиков. Об этом авторы рассказали в статье, опубликованной в журнале .Антибиотики применяются при лечении бактериальных инфекций, однако их прием ведет к некоторым побочным эффектам. Один из них — это развитие дисбиоза, состояния, при котором нарушается баланс кишечной микробиоты. Это приводит к тому, что патогенные бактерии начинают преобладать над непатогенными из-за чего развиваются другие заболевания. Например, в Европе от диареи и колита, вызванных кишечной бактерией , ежегодно погибают более 13000 человек. Другой побочный эффект — возникновение резистентности к антибиотикам. Это состояние может развиваться из-за неправильной дозировки и приема лекарства, а также наличия устойчивых к нему бактерий. В результате этого устойчивые микроорганизмы, которые имели механизмы защиты, после курса антибиотиков выживают. После освобождения среды, они начинают активно делиться, тем самым формируя, резистентное к антибиотикам, бактериальное сообщество.Чтобы устранить побочные эффекты антибиотиков, врачи могут назначить прием пробиотиков. Это живые бактерии, которые призваны предотвратить потерю видов кишечной микробиоты или же взять на себя выполнение их функций, тем самым улучшив здоровье человека. Однако на данный момент нет убедительных доказательств того, что пробиотики действительно помогают при дисбиозе.Чтобы выживать при действии антибиотиков, бактерии развили различные механизмы устойчивости к ним. Самый распространенный из них — синтез β-лактамазы. Этот фермент спасает бактерию, расщепляя молекулу β-лактамного антибиотика до того, как она связывается с клеточной стенкой бактерии и убивает ее. Андрес Кубильо-Руиз (Andres Cubillos-Ruiz) из Массачусетского технологического института вместе с коллегами из Института Броуда, применив методы биоинженерии, изучили возможность использования β-лактамазы как средства предотвращения дисбиозе кишечной микробиоты, вызванного приемом антибиотиков. В качестве бактерии-носителя фермента исследователи выбрали из-за нескольких особенностей. Эта бактерия на протяжении тысячелетий используется в производстве кисломолочных продуктов и безопасно употребляется в высоких концентрациях. Также было показано, что не задерживается в толстом кишечнике и не влияет на видовой состав микробиоты.Кроме выбора бактерии-носителя, биологи решили другую проблему, связанную с горизонтальным переносом генов. Из-за этого механизма патогенные бактерии в кишечнике могут получить гены β-лактамазы и приобрести резистентность к антибиотикам. Чтобы не допустить этого, исследователи разбили ген фермента на два фрагмента и разместили их в разных участках ДНК, каждый из которых кодирует лишь часть β-лактамазы. В свою очередь для того, чтобы она стала активной, оба ее фрагмента должны соединиться во внешней среде. Благодаря этому ферменты расщепляют антибиотики в просвете кишечника, защищая всю микробиоту, а не отдельных ее представителей. Кроме этого, шанс получить горизонтальным переносом оба гена β-лактамазы у патогенных бактерий снижается, тем самым снижая риск возникновения резистентных патогенных бактерий.