Globalna studija pokazuje raširenu latentnu antimikrobnu otpornost u otpadnim vodama

Globalna studija pokazuje raširenu latentnu antimikrobnu otpornost u otpadnim vodama

Tim istraživača otkrio je da je latentna antimikrobna rezistencija raširenija diljem svijeta nego poznata rezistencija. Oni pozivaju na opsežnije praćenje otpornosti u otpadnim vodama, budući da se problematični geni budućnosti možda kriju u rasprostranjenom rezervoaru latentnih gena otpornosti. Istraživanje je objavljeno u časopisu Nature Communications.

Skupina istraživača analizirala je 1240 uzoraka otpadnih voda iz 351 grada u 111 različitih zemalja i otkrila da je latentna otpornost bakterija na antimikrobne lijekove raširena na svim kontinentima diljem svijeta. Istraživanje je koordinirao DTU National Food Institute u Danskoj. Ispitani geni za antimikrobnu rezistenciju trenutačno ne predstavljaju veliki rizik, no neki od njih će vjerojatno predstavljati veliki rizik u budućnosti, smatraju istraživači koji na temelju studije preporučuju pojačano praćenje antimikrobne rezistencije u otpadnim vodama. Istraživanje je objavljeno u renomiranom časopisu Nature Communications (umetnite poveznicu:

"Istraživanje pokazuje da imamo latentni rezervoar antimikrobne rezistencije koji je mnogo rašireniji diljem svijeta nego što smo očekivali", kaže istraživačica Hannah-Marie Martiny, koja je prva autorica studije zajedno s izvanrednim profesorom Patrickom Munkom s DTU National Food Institute.

Istraživači su usporedili geografsku distribuciju latentnih i već aktivnih gena za rezistenciju na antibiotike (u daljnjem tekstu stečene) i otkrili mnogo veću geografsku distribuciju gena za latentnu rezistenciju od stečenih.

Kako bismo obuzdali buduću antimikrobnu rezistenciju, vjerujemo da bi rutinsko praćenje antimikrobne rezistencije u otpadnim vodama trebalo uključivati ​​latentne gene za rezistenciju uz već stečene gene za rezistenciju kako bi se riješili problemi sutrašnjice."

Patrick Munk, izvanredni profesor, DTU National Food Institute

Sukladno prethodnim istraživanjima, studija pokazuje da su stečeni geni otpornosti prisutni u većem obilju u podsaharskoj Africi, južnoj Aziji te na Bliskom istoku i sjevernoj Africi (MENA) nego u drugim dijelovima svijeta.

Nada da ćemo uspjeti obuzdati pandemiju

Prirodno je da bakterije imaju gene koji ih mogu učiniti otpornima na antibiotike. Takvi se geni nalaze posvuda, primjerice u tlu, vodi i kod ljudi. Međutim, naša uporaba antibiotika i drugi pritisci iz okoliša (pogledajte odjeljak "Pritisci na okoliš određuju antimikrobnu rezistenciju" u nastavku) potaknuli su širenje rezistencije do te mjere da je Svjetska zdravstvena organizacija (WHO) označila antimikrobnu rezistenciju (AMR) kao pandemiju (umetnite poveznicu:

Kada istraživači diljem svijeta proučavaju razmjere i širenje problema, obično se usredotočuju na gene otpornosti koji su već sposobni mijenjati se između bakterijskih domaćina. Stečeni geni otpornosti na antibiotike predstavljaju pravi izazov jer otežavaju ili onemogućuju liječenje ljudi i životinja antibioticima.

Prošireni nadzor pružio bi nadu da istraživači mogu odrediti gdje i kako nastaje i širi se antimikrobna rezistencija te da mogu mapirati ekologiju gena.

"Praćenjem i stečenih i latentnih gena za antimikrobnu rezistenciju, možemo dobiti sveobuhvatan pregled o tome kako se razvijaju, mijenjaju domaćine i šire u našem okolišu, čime poduzimamo ciljanije mjere protiv antimikrobne rezistencije (AMR). Otpadne vode su praktičan i etičan način za praćenje AMR-a jer akumuliraju otpad od ljudi, životinja i neposrednog okoliša", kaže Hannah-Marie Martiny

Studija također pokazuje da postoji više gena za latentnu otpornost raspoređenih diljem svijeta nego gena za stečenu otpornost. Samo u podsaharskoj Africi postoji isti broj.

"Općenito, mislim da se ne trebamo previše brinuti o većini latentnih gena za antimikrobnu rezistenciju, ali mislim da će neki od njih uzrokovati probleme u nekom trenutku, a mi bismo željeli znati koji. Budući da s ovim znanjem možda možemo predvidjeti koje bakterije mogu biti zaustavljene kojim lijekovima u budućnosti", kaže Hannah-Marie Martiny; Stav koji dijeli i Patrick Munk.

"Kako se razvijaju novi antibiotici - proces koji traje mnogo godina - bakterije su možda već izmislile nove 'škare' koje ih mogu uništiti. Ako možemo proučavati obje vrste gena tijekom vremena, možda ćemo moći otkriti koji od latentnih gena postaju problematični geni otpornosti, kako nastaju i kako se šire po regiji i bakterijama, i na taj način smanjiti teret antimikrobne rezistencije", kaže Patrick Munk.

Latentna rezistencija na antibiotike mapirana pomoću funkcionalne metagenomike

Postoji nekoliko načina za testiranje daju li geni otpornost na antibiotike, kako putem predviđanja temeljenih na umjetnoj inteligenciji, tako i pomoću laboratorijskih eksperimenata. Međutim, računalna predviđanja uključuju određenu količinu neizvjesnosti, što također može iskriviti tumačenje rezultata.

Geni latentne rezistencije identificiraju se ekstrakcijom DNA iz uzorka i zatim testiranjem nasumičnih fragmenata DNA kako bi se utvrdilo mogu li dati antimikrobnu rezistenciju. Metoda se zove funkcionalna metagenomika i uključuje umetanje fragmenata DNK u bezopasnu bakteriju. Preživjele bakterije su sigurno dobile dio DNK koji pruža otpornost. To ne znači nužno da se fragment DNK može prirodno kretati između bakterija u okolišu.

Razlika između gena za latentnu rezistenciju i gena za stečenu rezistenciju je upravo u tome što se zna da geni za stečenu rezistenciju mogu prijeći na nove bakterijske domaćine, dok geni za latentnu rezistenciju mogu preskočiti na nove bakterijske domaćine u laboratoriju. Međutim, istraživači još ne znaju hoće li to na kraju moći učiniti u okolišu.

"Naša je zabrinutost da neki latentni geni otpornosti postaju stečeni geni otpornosti i tako mogu skočiti na različite bakterijske domaćine u okolišu. Posebno zato što istraživanje također pokazuje da su prisutni u velikom broju na toliko mjesta diljem svijeta. Zato bismo ih željeli uključiti u nadzor", kaže Patrick Munk.

Istraživači još ne znaju u kojoj se mjeri latentni geni otpornosti razvijaju u problematične stečene gene otpornosti. Sveobuhvatno praćenje latentnih i stečenih gena otpornosti pomoći će odgovoriti na ovo pitanje.

Može spriječiti liječenje zaraznih bolesti

Klasičan način na koji društvo postaje svjesno stečenih gena rezistencije su zarazne bolesti koje se zbog rezistencije ne mogu liječiti antibioticima. Na DTU National Food Institute postoji velika kolekcija gena za rezistenciju (umetnite poveznicu:) koju koriste liječnici i istraživači širom svijeta kada trebaju utvrditi je li bakterija otporna na antibiotike. U ovoj studiji kvantificirana je prisutnost svih različitih gena otpornosti u uzorcima otpadnih voda kako bi se odredila njihova geografska i ekološka distribucija.

Onečišćenje okoliša određuje antimikrobnu otpornost

Okolina djeluje kao sudac u stalnoj utrci eliminacije kada su u pitanju otporne bakterije. Kada su prisutni antibiotici, osjetljive bakterije prve umiru. Nekoliko bakterija koje u početku nose gen otpornosti prežive i razmnože se. Na primjer, sljedeći čimbenici u okolišu utječu na to koje bakterije umiru, a koje preživljavaju:

• 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.

Izvori: