Ученые из Омского государственного аграрного университета имени Столыпина и Уральского федерального аграрного научно-исследовательского центра УрО РАН выявили генетические и фенотипические особенности бактерий, которые позволяют им объединяться в плотные биопленки и значительно снижать чувствительность к антибиотикам. Результаты работы опубликованы в журнале «Аграрный вестник Урала».
Объектом исследования стали кишечная палочка (Escherichia coli) и стафилококки — распространенные возбудители заболеваний крупного рогатого скота и свиней. Образцы микроорганизмов ученые собирали как со слизистых оболочек животных, так и с поверхностей оборудования на животноводческих предприятиях.
Биопленки представляют собой сложные бактериальные сообщества, окруженные защитным внеклеточным матриксом. Такие структуры часто образуются на доильных аппаратах, поилках и других элементах оборудования, становясь постоянным источником распространения инфекций.
Генетический конструктор бактериальной крепости
Исследователи оценили скорость формирования биопленок, их толщину и прочность, а также проанализировали гены, отвечающие за создание внеклеточного матрикса. У кишечной палочки изучались гены csgD, fliA и bcsA, а у стафилококков — icaD, fnbB и clfB. Одновременно бактерии тестировали на чувствительность к четырем широко используемым антибиотикам.
Выяснилось, что наличие перечисленных генов напрямую связано со способностью микроорганизмов формировать более плотные и устойчивые биопленки. Такие бактериальные сообщества значительно хуже реагировали на лечение. Особенно заметным эффект оказался у стафилококков: штаммы, образующие толстые и прочные биопленки, были на 37–53% менее чувствительны ко всем протестированным антибиотикам.
По мнению авторов работы, обнаруженные генетические маркеры помогут быстрее выявлять потенциально опасные штаммы и совершенствовать методы профилактики инфекций в животноводстве. Это особенно важно с учетом риска передачи устойчивых бактерий между животными и человеком.
Для справки
По оценкам микробиологов, большинство бактерий в природе существует именно в составе биопленок, а не в виде одиночных клеток. Такие сообщества обладают собственной внутренней архитектурой и системой обмена веществ.
Исследования последних лет показывают, что некоторые бактерии способны обмениваться генами устойчивости к антибиотикам гораздо активнее, чем считалось ранее, что ускоряет распространение «супербактерий».
В 2025 году ученые сообщили, что частицы микропластика могут служить удобной поверхностью для формирования особенно прочных биопленок кишечной палочки, дополнительно повышая устойчивость бактерий к лекарствам.
Недавно мы выяснили, почему большинство бактерий имеет форму палочек.
