A baktériumok hogy válnak rezisztenssé egy adott baktériumra?

Hihetetlen, egy rossz gombnyomás, és eltűnt a válaszom írás közben... na, újra.

Lehetséges, hogy egyes baktériumtörzsek egy bizonyos antibiotikumra egyszerű szelekciós eleven rezisztenssé válnak, ez evidens. Van azonban egy másik módszer, a rezisztencia-plazmidok, horizontális géntranszfer lehetősége.

A baktériumok képesek arra, hogy más fajból, sőt, akár teljesen más törzsből származó baktérium örökítőanyagát felveszik, és kis százalékkal ugyan, de beépítik a genomjukba, vagy plazmidon, extrakromoszómális elemen (egy másik, kisebb DNS-gyűrű) tárolják. Ebben az esetben ez utóbbi történik. Az antibiotikum rezisztenciáért felelős géneket egyszerűbb egy ilyen plazmidon gyűjteni, és ennek átadásával a baktérium rapid módon széles antibiotikum-rezisztenciát mutathat fel. Az MRSA esetén, ha a Wikipedia kurrens kutatási adatokat közöl, nem ez történt, ott genomi kódolású a rezisztenciagén. Azonban a rezisztencia-plazmidok átadása valós probléma, többek között Japánban mutattak már ki olyan baktériumot, amit nagyon nehéz antibiotikummal kezelni (ha jól olvastam valahol, az MRSA Japánban átesett ilyen változáson, az lehet plazmid miatt) illetve Indiában mutattak ki "szuperbaktériumot". Az eredeti plazmid hordozó gyakran nem is obligát patogén, hanem kórházi, antibiotikummal gyakran érintkező baktérium, ami vagy fertőzővé válik, vagy átadja a plazmidot egy fertőző ágensnek. A kórházak ezért "melegágyai" az ilyen esetekben, főleg azok, ahol rengeteg beteg fordul, és emiatt elterjedt az antibiotikum-használat. Ez ellen nincs mit tenni, fertőtleníteni, sterilizálni kell, azok ellen a baktériumok védtelenek.

A szelekciós esetek miatt pedig nem javallott a beteget hülyére tömni antibiotikummal minden esetben, ami sajnos egy elterjedt, de nagyon rossz gyakorlat a hazai orvosok között is. Még akár egy emberben is kialakulhat az adott antibiotikum ellen rezisztens ágens, és amikor már tényleg szükség lesz az antibiotikum-kezelésre, az egész hatástalan. (Ha pedig valaki mellette még gyógyszerérzékeny is, az tiszta káosz.)

Nem baktérium, hanem antibiotikum rezisztencia.

Az antibiotikumok a baktériumok egy-egy anyagcserefolyamatát gátolják. A rezisztens törzsek (baktériumok) kikerülik, kikapcsolják ezt a lépést (egy másik anyagcsere lépéssel). Ezt a tulajdonságot "rezisztencia gének" hordozzák.

A rezisztencia "kiválogatódása" kicsit komplexebb folyamat, egy mutációval kialakuló "rezisztencia gén" kialakulásával kezdődik. Ezután a baktériumok egymás között továbbadják ezeket, így elterjedhetnek közöttük. Mivel így előnybe kerülnek a nem rezisztens baktériumokkal szemben, így tovább szaporodhatnak. Természetesen ez csak akkor történik, ha az antibiotikum pusztítja a nem rezisztenseket.

Az MRSA (multirezisztens Staphylococcus aureus) több különböző rezisztenciát hordoz, ezért sokféle antibiotikum ellen védett. Ezeket a rezisztenciákat hosszú idő alatt szerezte meg, valószínűleg külön-külön.

"A szelekció és a "hosszú idő" megmagyarázta a számos előnyös mutációt, de ez nem túl rövid idő egy véletlenszerű mutációhoz?"

Ahogy döncike mondta, nem véletlenszerűen, a semmiből keletkeznek új gének, illetve bacikról van szó. A szelekció nem időben dolgozik, hanem nemzedékekben. Ez embernél evidens, hogy hosszú idő, de egy baktérium, ami fél óránként képes osztódni, és hatalmas telepeket tud növeszteni, az más. Olyan tömegben élnek, olyan tömegben lehet felhalmozni új mutációkat, és a szelekció olyan nagy nyomást fejthet ki, hogy ez akár pár év alatt bekövetkezhet. Embernél ehhez évmilliók kellenek - baktériuméknál nagyobb a szaporulat.

Amúgy az átlagos mutációs ráta mondjuk 10e-9 (ennél magasabb bacikban), vagyis minden egymilliárdodik bázispár mutálódik egy generáció alatt. Még ha ezzel is számolunk, egy MRSA törzsnek lehet olyan 3 millió bázispárja per genom, vagyis minden harmadik osztódás során biztosan történik egy teljesen véletlenszerű mutáció. Namármost ha nem a fél órával, hanem fél nappal számolunk, mert ez egy igényes baktérium, akkor másfél nap alatt biztosan történik egy mutáció (egy bázis megváltozik - ez esetenként nem egy nagy dolog).

Ilyen ráta mellett simán elképzelhető, hogy felhalmozott pár jóféle rezisztencia-gént. A plazmidok pedig egységben adódnak át, mindig van olyan baktérium, ami képes felvenni, szóval ott még gyorsabb az a menet. Nem is kell beépülnie a genomba, elúszkál mellette, de termeli a szükséges fehérjéket. A rezisztenciát biztosító fehérjék amúgy a bacik természetes fehérjéi, csak az antobiotikumra "átállítva": van, pl. a penicillin, ami megakadályozza a bacik sejtfalának szintézisét. Mit csinál erre a rezisztens baci? Más úton állítja elő a sejtfalat. :) Kicsit lassabb, de legalább működik. Egy másik leállítja a fehérjeszintézist, illetve leállítaná, ha a rezisztens baci nem lenne cseles, és nem kerülné ki ezt speciális, más szerkezetű fehérjékkel, ügyes felismerő rendszerekkel. Sőt, ha megteheti, akkor nem kerülget semmit, egyszerűen olyan tömegben gyártja a saját enzimeit, hogy az antibiotikumnak esélye sincs, mert nem tudja mindet "lefogni". Lesz, ami az antibiotikum hatóanyaga miatt használhatatlanul kering majd a baktérium citoplazmájában, de lesz olyan is, ami működik. És ehhez néha elég egyetlen mutáció, egyetlen bázis megváltozása (mondjuk a szabályozó régióban, hogy a baktérium folyamatosan "ontsa" a fehérjét, ne lehessen kikapcsolni).

A géntranszfer meg egy picit bonyolult. Lényegében a baci ezt a DNS-gyűrű (plazmidot) képes direktben átjuttatni egy másik baktériumba, és ezen a gyűrűn eleve mint egy kis szeretetcsomagban össze vannak gyűjtve a különféle rezisztencia-gének. Nem mindegyik, amire épp szüksége volt a bacinak. Továbbá arra is képesek, hogy halott bacikból felvegyék ezt a plazmidot, vagy a genomi DNS-szakaszt. Ha a halott baci rendelkezett rezisztencia plazmiddal, azt is felvehetik.

Mit értesz tudatos génen?

A horizontális géntranszferben lehet némi tudatosság, hogy éppen az a gén kerül át. Rossz hír az antibiotikumok gyártóinak.