Παγκόσμια μελέτη δείχνει εκτεταμένη λανθάνουσα αντιμικροβιακή αντοχή στα λύματα

Παγκόσμια μελέτη δείχνει εκτεταμένη λανθάνουσα αντιμικροβιακή αντοχή στα λύματα

Μια ομάδα ερευνητών ανακάλυψε ότι η λανθάνουσα αντιμικροβιακή αντοχή είναι πιο διαδεδομένη παγκοσμίως από τη γνωστή αντοχή. Ζητούν πιο ολοκληρωμένη παρακολούθηση της αντοχής στα λύματα, καθώς τα προβληματικά γονίδια του μέλλοντος μπορεί να κρύβονται στην ευρέως διαδεδομένη δεξαμενή λανθάνουσας αντοχής γονιδίων. Η έρευνα δημοσιεύτηκε στο Nature Communications.

Μια ομάδα ερευνητών ανέλυσε 1.240 δείγματα λυμάτων από 351 πόλεις σε 111 διαφορετικές χώρες και διαπίστωσε ότι η βακτηριακή λανθάνουσα αντιμικροβιακή αντοχή είναι ευρέως διαδεδομένη σε όλες τις ηπείρους σε όλο τον κόσμο. Η έρευνα συντονίστηκε από το Εθνικό Ινστιτούτο Τροφίμων DTU στη Δανία. Τα γονίδια μικροβιακής αντοχής που εξετάστηκαν δεν αποτελούν επί του παρόντος μεγάλο κίνδυνο, αλλά μερικά από αυτά είναι πιθανό να αποτελούν σημαντικό κίνδυνο στο μέλλον, σύμφωνα με τους ερευνητές, οι οποίοι με βάση τη μελέτη συνιστούν αυξημένη παρακολούθηση της μικροβιακής αντοχής στα λύματα. Η έρευνα δημοσιεύτηκε στο φημισμένο περιοδικό Nature Communications (εισαγωγή συνδέσμου:

«Η έρευνα δείχνει ότι έχουμε μια λανθάνουσα δεξαμενή αντιμικροβιακής αντοχής που είναι πολύ πιο διαδεδομένη παγκοσμίως από ό,τι περιμέναμε», λέει η ερευνήτρια Hannah-Marie Martiny, η οποία είναι η πρώτη συγγραφέας της μελέτης μαζί με τον αναπληρωτή καθηγητή Patrick Munk από το Εθνικό Ινστιτούτο Τροφίμων DTU.

Οι ερευνητές συνέκριναν τη γεωγραφική κατανομή των λανθάνουσας και ήδη ενεργών γονιδίων αντίστασης στα αντιβιοτικά (εφεξής θα αναφέρονται ως επίκτητα) και βρήκαν μια πολύ μεγαλύτερη γεωγραφική κατανομή των λανθάνουσας αντοχής γονιδίων από τα επίκτητα.

Προκειμένου να περιοριστεί η μελλοντική μικροβιακή αντοχή, πιστεύουμε ότι η τακτική παρακολούθηση της μικροβιακής αντοχής στα λύματα θα πρέπει να περιλαμβάνει γονίδια λανθάνουσας αντίστασης εκτός από τα ήδη αποκτηθέντα γονίδια ανθεκτικότητας προκειμένου να αντιμετωπιστούν τα προβλήματα του αύριο».

Patrick Munk, Αναπληρωτής Καθηγητής, Εθνικό Ινστιτούτο Τροφίμων DTU

Σε συμφωνία με την προηγούμενη έρευνα, η μελέτη δείχνει ότι τα γονίδια επίκτητης αντίστασης υπάρχουν σε μεγαλύτερη αφθονία στην υποσαχάρια Αφρική, τη Νότια Ασία και τις περιοχές της Μέσης Ανατολής και της Βόρειας Αφρικής (MENA) από ό,τι σε άλλα μέρη του κόσμου.

Ελπίδα να μπορέσουμε να περιορίσουμε μια πανδημία

Είναι φυσικό τα βακτήρια να έχουν γονίδια που μπορούν να τα κάνουν ανθεκτικά στα αντιβιοτικά. Τέτοια γονίδια βρίσκονται παντού, για παράδειγμα στο έδαφος, στο νερό και στον άνθρωπο. Ωστόσο, η χρήση αντιβιοτικών και άλλων περιβαλλοντικών πιέσεων (βλ. ενότητα «Οι περιβαλλοντικές πιέσεις καθορίζουν την αντιμικροβιακή αντοχή» παρακάτω) έχουν οδηγήσει στη διάδοση της αντοχής σε τέτοιο βαθμό που ο Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας (ΠΟΥ) έχει χαρακτηρίσει τη μικροβιακή αντοχή (AMR) ως πανδημία (εισαγωγή συνδέσμου:

Όταν ερευνητές σε όλο τον κόσμο μελετούν την κλίμακα και την εξάπλωση του προβλήματος, συνήθως εστιάζουν σε γονίδια αντίστασης που είναι ήδη ικανά να αλλάζουν μεταξύ βακτηριακών ξενιστών. Τα επίκτητα γονίδια ανθεκτικότητας στα αντιβιοτικά αποτελούν πραγματική πρόκληση, διότι καθιστούν δύσκολη ή αδύνατη τη θεραπεία ανθρώπων και ζώων με αντιβιοτικά.

Η διευρυμένη επιτήρηση θα έδινε ελπίδα ότι οι ερευνητές μπορούν να προσδιορίσουν πού και πώς προκύπτει και εξαπλώνεται η μικροβιακή αντοχή και ότι μπορούν να χαρτογραφήσουν την οικολογία των γονιδίων.

"Παρακολουθώντας τόσο τα επίκτητα όσο και τα λανθάνοντα γονίδια μικροβιακής αντοχής, μπορούμε να αποκτήσουμε μια ολοκληρωμένη επισκόπηση του τρόπου με τον οποίο εξελίσσονται, αλλάζουν ξενιστές και διαδίδονται στο περιβάλλον μας, λαμβάνοντας έτσι πιο στοχευμένη δράση κατά της μικροβιακής αντοχής (AMR). Τα λύματα είναι ένας πρακτικός και ηθικός τρόπος παρακολούθησης της AMR καθώς συσσωρεύει απόβλητα από ανθρώπους, ζώα και περιβάλλοντα", λέει η Martinie-Martieh immediah

Η μελέτη δείχνει επίσης ότι υπάρχουν περισσότερα λανθάνοντα γονίδια αντίστασης κατανεμημένα παγκοσμίως από γονίδια επίκτητης αντοχής. Μόνο στην υποσαχάρια Αφρική υπάρχουν ο ίδιος αριθμός.

"Γενικά, δεν νομίζω ότι χρειάζεται να ανησυχούμε πολύ για τα περισσότερα λανθάνοντα γονίδια μικροβιακής αντοχής, αλλά νομίζω ότι κάποια από αυτά θα προκαλέσουν προβλήματα κάποια στιγμή και θα θέλαμε να μάθουμε ποια. Επειδή με αυτή τη γνώση μπορούμε ίσως να προβλέψουμε ποια βακτήρια μπορούν να σταματήσουν με ποια φάρμακα στο μέλλον", λέει η Hannah-Marie Martiny. Μια άποψη που συμμερίζεται και ο Patrick Munk.

"Καθώς αναπτύσσονται νέα αντιβιοτικά - μια διαδικασία που διαρκεί πολλά χρόνια - τα βακτήρια μπορεί να έχουν ήδη εφεύρει νέο "ψαλίδι" που μπορεί να τα καταστρέψει. Εάν μπορέσουμε να μελετήσουμε και τους δύο τύπους γονιδίων με την πάροδο του χρόνου, ίσως μπορέσουμε να καταλάβουμε ποια από τα λανθάνοντα γονίδια γίνονται προβληματικά γονίδια αντίστασης, πώς προκύπτουν και πώς εξαπλώνονται σε όλη την περιοχή και τα βακτήρια.

Η λανθάνουσα αντίσταση στα αντιβιοτικά χαρτογραφήθηκε με χρήση λειτουργικής μεταγονιδιωματικής

Υπάρχουν διάφοροι τρόποι για να ελεγχθεί εάν τα γονίδια προσδίδουν αντοχή στα αντιβιοτικά, τόσο μέσω προβλέψεων που βασίζονται σε τεχνητή νοημοσύνη όσο και μέσω εργαστηριακών πειραμάτων. Ωστόσο, οι προβλέψεις υπολογιστών περιλαμβάνουν μια ορισμένη ποσότητα αβεβαιότητας, η οποία μπορεί επίσης να διαστρεβλώσει την ερμηνεία των αποτελεσμάτων.

Τα γονίδια λανθάνουσας αντίστασης αναγνωρίζονται με εξαγωγή DNA από ένα δείγμα και στη συνέχεια δοκιμάζοντας τυχαία θραύσματα DNA για να προσδιοριστεί εάν μπορούν να προσδώσουν αντιμικροβιακή αντοχή. Η μέθοδος ονομάζεται λειτουργική μεταγονιδιωματική και περιλαμβάνει την εισαγωγή θραυσμάτων DNA σε ένα αβλαβές βακτήριο. Τα βακτήρια που επιβίωσαν πρέπει να έχουν λάβει ένα κομμάτι DNA που παρέχει αντίσταση. Αυτό δεν σημαίνει απαραίτητα ότι το θραύσμα DNA μπορεί να κινηθεί φυσικά μεταξύ των βακτηρίων στο περιβάλλον.

Η διαφορά μεταξύ γονιδίων λανθάνουσας αντίστασης και γονιδίων επίκτητης αντίστασης είναι ακριβώς ότι τα γονίδια επίκτητης αντοχής είναι γνωστό ότι μπορούν να μεταπηδήσουν σε νέους βακτηριακούς ξενιστές, ενώ τα γονίδια λανθάνουσας αντίστασης μπορούν να μεταπηδήσουν σε νέους βακτηριακούς ξενιστές στο εργαστήριο. Ωστόσο, οι ερευνητές δεν γνωρίζουν ακόμη αν τελικά θα μπορέσουν να το κάνουν αυτό στο περιβάλλον.

"Η ανησυχία μας είναι ότι ορισμένα λανθάνοντα γονίδια αντίστασης γίνονται επίκτητα γονίδια αντίστασης και έτσι μπορούν να μεταπηδήσουν σε διαφορετικούς βακτηριακούς ξενιστές στο περιβάλλον. Ειδικά επειδή η έρευνα δείχνει επίσης ότι υπάρχουν σε μεγάλους αριθμούς σε τόσα πολλά μέρη σε όλο τον κόσμο. Γι' αυτό θα θέλαμε να τα συμπεριλάβουμε στην επιτήρηση", λέει ο Patrick Munk.

Οι ερευνητές δεν γνωρίζουν ακόμη σε ποιο βαθμό τα λανθάνοντα γονίδια αντίστασης εξελίσσονται σε προβληματικά επίκτητα γονίδια αντίστασης. Η ολοκληρωμένη παρακολούθηση τόσο των λανθάνοντων όσο και των επίκτητων γονιδίων αντίστασης θα βοηθήσει στην απάντηση αυτής της ερώτησης.

Μπορεί να αποτρέψει τη θεραπεία μολυσματικών ασθενειών

Ο κλασικός τρόπος με τον οποίο η κοινωνία συνειδητοποιεί τα γονίδια επίκτητης αντοχής είναι μέσω μολυσματικών ασθενειών που δεν μπορούν να αντιμετωπιστούν με αντιβιοτικά λόγω ανθεκτικότητας. Στο Εθνικό Ινστιτούτο Τροφίμων DTU υπάρχει μια μεγάλη συλλογή γονιδίων ανθεκτικότητας (insert link:) που χρησιμοποιείται από γιατρούς και ερευνητές σε όλο τον κόσμο όταν χρειάζεται να προσδιορίσουν εάν ένα βακτήριο είναι ανθεκτικό στα αντιμικροβιακά. Στην παρούσα μελέτη, η παρουσία όλων των διαφορετικών γονιδίων αντίστασης στα δείγματα λυμάτων ποσοτικοποιήθηκε για να προσδιοριστεί η γεωγραφική και οικολογική κατανομή τους.

Η ρύπανση του περιβάλλοντος καθορίζει τη μικροβιακή αντοχή

Το περιβάλλον λειτουργεί ως διαιτητής σε έναν συνεχή αγώνα αποβολής όταν πρόκειται για ανθεκτικά βακτήρια. Όταν υπάρχουν αντιβιοτικά, τα ευαίσθητα βακτήρια πεθαίνουν πρώτα. Τα λίγα βακτήρια που αρχικά φέρουν ένα γονίδιο αντίστασης επιβιώνουν και πολλαπλασιάζονται. Οι ακόλουθοι παράγοντες στο περιβάλλον, για παράδειγμα, επηρεάζουν ποια βακτήρια πεθαίνουν και ποια επιβιώνουν:

• Rückstände von Antibiotika in der Umwelt (aus Krankenhäusern, der Landwirtschaft, Abwasser) hemmen oder töten anfällige Bakterien und verschaffen resistenten Bakterien einen Vorteil, da sie sich leichter verbreiten können.
• Desinfektionsmittel und Biozide können bei wiederholter oder längerer Einwirkung Bakterien selektieren, die diese Mittel vertragen. Diese Bakterien tragen oft auch Gene, die eine antimikrobielle Resistenz verleihen.

Πηγές: