Teamet, ledd av professor Michael Desai, fann att sjukdomar kan utvecklas genom "bet-hedging", en strategi där en population av organismer investerar i flera olika strategier för att öka sina chanser att överleva i osäkra miljöer.
När det gäller bakterier kan bet-hedging innebära att man producerar olika typer av proteiner, som enzymer eller toxiner, som kan hjälpa dem att överleva under olika förhållanden. Detta kan göra det svårare för antibiotika att rikta in sig på och döda alla bakterier, vilket leder till utvecklingen av antibiotikaresistens.
Forskarna tror att bet-hedging kan vara en vanlig utvecklingsmekanism för en mängd olika sjukdomar och kan hjälpa till att förklara varför vissa sjukdomar är så svåra att behandla och utrota. Upptäckten kan också leda till nya strategier för att utveckla läkemedel och behandlingar som är mer effektiva för att bekämpa sjukdomar som utvecklas genom bet-hedging.
"Våra resultat tyder på att bet-hedging kan vara en grundläggande evolutionär strategi som bidrar till uppkomsten och varaktigheten av olika sjukdomar", skrev forskarna i sin studie, som publicerades i tidskriften Nature Microbiology.
Forskarna använde datormodeller och laboratorieexperiment med jäst och bakterier för att studera hur bet-hedging påverkar sjukdomsutvecklingen. De fann att bet-hedging kan leda till utvecklingen av fler olika populationer av patogener, vilket kan göra det svårare för antibiotika att rikta in sig på och döda alla patogener.
"Detta betyder att bet-hedging kan vara en nyckelfaktor i utvecklingen av antibiotikaresistens och andra sjukdomar som är svåra att behandla", säger Desai.
Forskarna fann också att bet-hedging kan hjälpa sjukdomar att överleva och sprida sig i fluktuerande miljöer, såsom människokroppen. Detta kan hjälpa till att förklara varför vissa sjukdomar, såsom influensa, är säsongsbetonade och tenderar att spridas mer under vissa tider på året.
"Insatssäkring kan vara ett sätt för sjukdomar att anpassa sig till föränderliga miljöer, vilket kan hjälpa dem att överleva och sprida sig mer effektivt", säger Desai.
Forskarna tror att deras resultat kan leda till nya strategier för att utveckla läkemedel och behandlingar som är mer effektiva för att bekämpa sjukdomar som utvecklas genom bet-hedging. Läkemedel kan till exempel utformas för att rikta in sig på flera olika strategier som en sjukdom använder för att satsa på, vilket gör det svårare för sjukdomen att utveckla resistens.
"Våra fynd kan ha viktiga konsekvenser för utvecklingen av nya terapier för att behandla en mängd olika sjukdomar", säger Desai. "Genom att förstå hur sjukdomar utvecklas genom bet-hedging, kan vi kanske utveckla mer effektiva läkemedel och behandlingar som kan hjälpa till att förbättra människors hälsa."
