Ülemaailmne uuring näitab laialt levinud latentset antimikroobset resistentsust reovees

Ülemaailmne uuring näitab laialt levinud latentset antimikroobset resistentsust reovees

Teadlaste meeskond on leidnud, et latentne antimikroobne resistentsus on maailmas laiemalt levinud kui teadaolev resistentsus. Nad nõuavad põhjalikumat resistentsuse jälgimist reovees, kuna tuleviku probleemsed geenid võivad peituda laialt levinud varjatud resistentsusgeenide reservuaaris. Uuring avaldati ajakirjas Nature Communications.

Teadlaste rühm analüüsis 1240 reoveeproovi 111 erineva riigi 351 linnast ja leidis, et bakterite latentne antimikroobne resistentsus on laialt levinud kõigil kontinentidel üle maailma. Uurimist koordineeris Taanis asuv DTU riiklik toiduinstituut. Uuritud antimikroobse resistentsuse geenid ei kujuta endast praegu suurt ohtu, kuid mõned neist kujutavad endast tõenäoliselt suurt ohtu ka tulevikus, leiavad teadlased, kes soovitavad uuringule tuginedes reovee antimikroobikumiresistentsuse jälgimist suurendada. Uuring avaldati tunnustatud ajakirjas Nature Communications (sisesta link:

"Uuringud näitavad, et meil on varjatud antimikroobse resistentsuse reservuaar, mis on kogu maailmas palju laiemalt levinud, kui ootasime," ütleb teadlane Hannah-Marie Martiny, kes on uuringu esimene autor koos dotsent Patrick Munkiga DTU riiklikust toiduinstituudist.

Teadlased võrdlesid varjatud ja juba aktiivsete antibiootikumiresistentsuse geenide (edaspidi omandatud) geograafilist jaotust ning leidsid, et varjatud resistentsuse geenid on palju suuremad kui omandatud geenid.

Tulevase antimikroobse resistentsuse ohjeldamiseks usume, et reovee antimikroobse resistentsuse rutiinne jälgimine peaks homsete probleemide lahendamiseks hõlmama lisaks juba omandatud resistentsusgeenidele ka latentseid resistentsuse geene.

Patrick Munk, DTU riikliku toiduinstituudi dotsent

Kooskõlas varasemate uuringutega näitab uuring, et omandatud resistentsuse geene leidub Sahara-taguses Aafrikas, Lõuna-Aasias ning Lähis-Ida ja Põhja-Aafrika (MENA) piirkondades rohkem kui mujal maailmas.

Lootus, et suudame pandeemia ohjeldada

On loomulik, et bakteritel on geenid, mis muudavad nad antibiootikumide suhtes resistentseks. Selliseid geene leidub kõikjal, näiteks pinnases, vees ja inimestel. Kuid meie antibiootikumide kasutamine ja muu keskkonnasurve (vt allpool jaotist „Keskkonnasurve määrab antimikroobse resistentsuse“) on põhjustanud resistentsuse levikut sedavõrd, et Maailma Terviseorganisatsioon (WHO) on nimetanud antimikroobse resistentsuse (AMR) pandeemiaks (sisesta link:

Kui teadlased üle kogu maailma uurivad probleemi ulatust ja levikut, keskenduvad nad tavaliselt resistentsusgeenidele, mis on juba võimelised lülituma bakterite peremeesorganismide vahel. Omandatud antibiootikumiresistentsuse geenid kujutavad endast tõelist väljakutset, kuna muudavad inimeste ja loomade ravimise antibiootikumidega keeruliseks või võimatuks.

Laiendatud järelevalve annaks lootust, et teadlased saavad kindlaks teha, kus ja kuidas antimikroobne resistentsus tekib ja levib, ning et nad suudavad kaardistada geenide ökoloogiat.

"Jälgides nii omandatud kui ka latentseid antimikroobikumiresistentsuse geene, saame tervikliku ülevaate sellest, kuidas need arenevad, peremeesorganisme vahetavad ja meie keskkonnas levivad, võttes seeläbi sihipärasemaid meetmeid antimikroobikumiresistentsuse (AMR) vastu. Heitvesi on praktiline ja eetiline viis AMR-i jälgimiseks, kuna see kogub inimeste, loomade ja lähikeskkonna jäätmeid," ütleb Hannah-Marie Martiny.

Uuring näitab ka, et kogu maailmas levib rohkem varjatud resistentsuse geene kui omandatud resistentsuse geene. Ainult Sahara-taguses Aafrikas on neid sama palju.

"Üldiselt arvan, et enamiku latentse antimikroobikumiresistentsuse geenide pärast ei pea liiga palju muretsema, aga ma arvan, et mõned neist tekitavad mingil hetkel probleeme ja me tahaksime teada, millised. Sest selle teadmisega saame ehk ennustada, milliseid baktereid milliste ravimitega tulevikus peatada saab," ütleb Hannah-Marie Martiny; Vaade, mida jagab ka Patrick Munk.

"Uute antibiootikumide väljatöötamisel – protsess, mis võtab palju aastaid – võivad bakterid olla juba leiutanud uued "käärid", mis võivad neid hävitada. Kui suudame aja jooksul uurida mõlemat tüüpi geene, saame ehk välja selgitada, millised varjatud geenid muutuvad probleemseteks resistentsusgeenideks, kuidas need tekivad ja kuidas levivad üle piirkonna ja bakterite, ning vähendada sel viisil antimikroobikumiresistentsuse koormust," ütleb Patrick Munk.

Varjatud antibiootikumiresistentsus kaardistati funktsionaalse metagenoomika abil

On mitmeid viise, kuidas testida, kas geenid annavad antibiootikumide suhtes resistentsuse, nii tehisintellektil põhinevate prognooside ja laborikatsete abil. Arvutiennustustega kaasneb aga teatav ebakindlus, mis võib samuti moonutada tulemuste tõlgendamist.

Varjatud resistentsuse geenid tuvastatakse, ekstraheerides proovist DNA ja testides seejärel juhuslikke DNA fragmente, et teha kindlaks, kas need võivad anda antimikroobse resistentsuse. Meetodit nimetatakse funktsionaalseks metagenoomikaks ja see hõlmab DNA fragmentide sisestamist kahjutusse bakterisse. Ellujäänud bakterid peavad olema saanud DNA-tüki, mis tagab resistentsuse. See ei tähenda tingimata, et DNA fragment võib keskkonnas olevate bakterite vahel loomulikult liikuda.

Erinevus varjatud resistentsuse geenide ja omandatud resistentsusgeenide vahel seisneb just selles, et teadaolevalt on omandatud resistentsusgeenid võimelised hüppama uute bakteriaalsete peremeesorganismide juurde, samas kui latentsete resistentsuse geenid võivad laboris hüpata uutele bakteriaalsetele peremeesorganismidele. Teadlased aga ei tea veel, kas nad lõpuks suudavad seda keskkonnas teha.

"Meie mure seisneb selles, et mõned varjatud resistentsuse geenid muutuvad omandatud resistentsuse geenideks ja on seega võimelised hüppama keskkonnas erinevate bakterite peremeesorganismide juurde. Eriti seetõttu, et uuringud näitavad ka, et neid leidub paljudes kohtades üle maailma suurel hulgal. Seetõttu soovime neid jälgimisse kaasata," ütleb Patrick Munk.

Teadlased ei tea veel, mil määral arenevad latentsetest resistentsusgeenidest probleemsed omandatud resistentsusgeenid. Sellele küsimusele aitab vastata nii varjatud kui ka omandatud resistentsusgeenide põhjalik jälgimine.

Võib takistada nakkushaiguste ravi

Klassikaline viis, kuidas ühiskond teadvustab omandatud resistentsuse geene, on nakkushaigused, mida ei saa resistentsuse tõttu antibiootikumidega ravida. DTU riiklikus toiduinstituudis on suur resistentsusgeenide kogu (sisesta link:), mida kasutavad arstid ja teadlased kogu maailmas, kui neil on vaja kindlaks teha, kas bakter on antimikroobikumiresistentne. Käesolevas uuringus kvantifitseeriti kõigi erinevate resistentsusgeenide olemasolu reoveeproovides, et määrata nende geograafiline ja ökoloogiline jaotus.

Keskkonnareostus määrab antimikroobse resistentsuse

Keskkond toimib resistentsete bakterite pidevas elimineerimise võidujooksus kohtunikuna. Kui antibiootikumid on olemas, surevad esmalt vastuvõtlikud bakterid. Need vähesed bakterid, mis algselt kannavad resistentsusgeeni, jäävad ellu ja paljunevad. Näiteks järgmised keskkonnategurid mõjutavad seda, millised bakterid surevad ja millised ellu jäävad:

• 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.

Allikad: