研究人员说，随着对抗菌药物的耐药性上升，了解其中的机制可以帮助医生治疗患者。研究人员正在研究致病真菌如何对抗真菌药物产生抗药性，以帮助防止有害微生物对药物产生的抗药性日益增强而产生的潜在破坏性后果。

“抗菌药物是我们过上健康生活的基础，”物理系助理教授、生物科学系兼职教授、最近一项研究的合著者DanielCharlebois说。

当感染人体的微生物对某种药物形成永久性耐药性时，该药物在对抗其旨在针对的感染方面变得无效或效果较差。

Charlebois解释说，细胞以两种方式对抗菌药物产生耐药性：遗传或非遗传。遗传抗性是永久性的，并会传给后代。在过去十年左右的时间里，研究人员开始深入研究非遗传耐药性。一个缺失的拼图是当细胞在这两种抗性状态之间转换时会发生什么——这就是Charlebois希望通过他的工作阐明的内容。

了解两种类型的耐药性之间的转变对于找到防止细胞突变和进化以产生遗传耐药性的方法很重要。

“人们往往是一种或另一种抵抗形式的专家，直到现在我们才真正开始研究这种相互作用，”Charlebois说。

“试图了解这些非遗传机制如何影响进化对于耐药性来说真的很有趣，这是一个进化过程。”

Charlebois的研究表明，当同时存在遗传和非遗传抗性细胞时，细胞群需要更长的时间才能完全具有遗传抗性，因为这两种类型的细胞正在争夺营养和空间等资源。

“那些具有遗传抗性的突变体需要更长的时间才能传播并成为超过95%的人口，”Charlebois说。

一旦一个细胞发生突变，变得具有遗传抗性，它就会保持这种状态。然而，非遗传抗性细胞可以变成“易感细胞”，这意味着它会在药物存在的情况下死亡或停止生长。去除耐药性后，就可以治疗感染。

为了检查耐药细胞的不同亚群，Charlebois和物理学硕士生JoshuaGuthrie创建了一个群体模型。Charlebois解释说：“我们正在考虑种群动态，而在此之前它只是被认为是一个[抗性细胞]种群。”

Guthrie开发了代码并进行了模拟工作，以简化流程并减少需要在实验室中完成的实验数量。该研究的建模部分提供了关键信息，例如细胞中第一次突变发生的时间。

Charlebois说：“这可能会告知您在治疗期间应该何时添加或更换药物。”

更多关于不同耐药机制之间相互作用的知识可以为医生提供关于使用哪种药物以及哪种治疗方案最有效的关键信息。

例如，在治疗期间交替使用药物以在易感、非遗传耐药和耐药亚群中进行权衡，可能有助于更长时间地阻止遗传耐药亚群。Charlebois说，这可以为序贯疗法或联合疗法等治疗方案提供信息。

“你正在处理大量相互作用的实体，不同类型的潜在耐药性，”Charlebois说。“在开发治疗方法时，通常不会考虑如何利用它。”