Globális tanulmány széles körben elterjedt látens antimikrobiális rezisztenciát mutat a szennyvízben

Globális tanulmány széles körben elterjedt látens antimikrobiális rezisztenciát mutat a szennyvízben

Egy kutatócsoport azt találta, hogy a látens antimikrobiális rezisztencia világszerte elterjedtebb, mint az ismert rezisztencia. A szennyvíz rezisztenciájának átfogóbb monitorozását szorgalmazzák, mivel a jövő problémás génjei a látens rezisztencia gének széles körben elterjedt tárházában rejtőzhetnek. A kutatást a Nature Communications közölte.

Egy kutatócsoport 111 különböző ország 351 városából származó 1240 szennyvízmintát elemzett, és megállapította, hogy a bakteriális látens antimikrobiális rezisztencia széles körben elterjedt a világ minden kontinensén. A kutatást a dán DTU National Food Institute koordinálta. A vizsgált antimikrobiális rezisztencia gének jelenleg nem jelentenek komoly kockázatot, de néhányuk valószínűleg komoly kockázatot jelent a jövőben – vélik a kutatók, akik a tanulmány alapján a szennyvízben előforduló antimikrobiális rezisztencia fokozott monitorozását javasolják. A kutatás a neves Nature Communications folyóiratban jelent meg (link beszúrása:

„A kutatások azt mutatják, hogy van egy rejtett antimikrobiális rezisztencia tározónk, amely világszerte sokkal elterjedtebb, mint vártuk” – mondja Hannah-Marie Martiny kutató, aki a tanulmány első szerzője Patrick Munkkal, a DTU Nemzeti Élelmiszerintézetének docensével.

A kutatók összehasonlították a látens és már aktív antibiotikum-rezisztencia gének földrajzi eloszlását (a továbbiakban: szerzett), és a látens rezisztencia gének sokkal nagyobb földrajzi eloszlását találták, mint a szerzettek.

A jövőbeli antimikrobiális rezisztencia visszaszorítása érdekében úgy gondoljuk, hogy a szennyvízben az antimikrobiális rezisztencia rutinszerű monitorozása során a már megszerzett rezisztenciagéneken kívül a látens rezisztenciagéneket is magában kell foglalnia a holnapi problémák megoldása érdekében."

Patrick Munk, docens, DTU National Food Institute

A korábbi kutatásokkal összhangban a tanulmány azt mutatja, hogy a szerzett rezisztencia gének nagyobb mennyiségben vannak jelen a szubszaharai Afrikában, Dél-Ázsiában, valamint a Közel-Kelet és Észak-Afrika (MENA) régiókban, mint a világ más részein.

Remélem sikerül megfékezni a járványt

Természetes, hogy a baktériumok olyan génekkel rendelkeznek, amelyek rezisztenssé tehetik őket az antibiotikumokkal szemben. Ilyen gének mindenhol megtalálhatók, például a talajban, a vízben és az emberben. Azonban az antibiotikum-használatunk és más környezeti terhelések (lásd lent a „Környezeti nyomások meghatározzák az antimikrobiális rezisztenciát” című részt) olyan mértékben elősegítették a rezisztencia terjedését, hogy az Egészségügyi Világszervezet (WHO) az antimikrobiális rezisztenciát (AMR) világjárványnak minősítette (link beszúrása:

Amikor a kutatók szerte a világon tanulmányozzák a probléma mértékét és terjedését, jellemzően azokra a rezisztenciagénekre koncentrálnak, amelyek már képesek váltani a bakteriális gazdák között. A megszerzett antibiotikum-rezisztencia gének komoly kihívást jelentenek, mert megnehezítik vagy lehetetlenné teszik az emberek és állatok antibiotikumokkal történő kezelését.

A kiterjesztett felügyelet reményt adna arra, hogy a kutatók meg tudják határozni, hol és hogyan keletkezik és terjed az antimikrobiális rezisztencia, és fel tudják térképezni a gének ökológiáját.

"A megszerzett és a látens antimikrobiális rezisztencia gének nyomon követésével átfogó áttekintést nyerhetünk arról, hogyan fejlődnek, hogyan változtatnak gazdát és hogyan terjednek a környezetünkben, ezáltal célzottabb fellépést teszünk az antimikrobiális rezisztencia (AMR) ellen. A szennyvíz praktikus és etikus módja az AMR monitorozásának, mivel az emberekből, állatokból és a közvetlen környezetből származó hulladékot halmoz fel" - mondja Hannah-Marie Martiny.

A tanulmány azt is kimutatja, hogy több látens rezisztenciagén van világszerte elterjedve, mint szerzett rezisztenciagén. Csak a szubszaharai Afrikában van ilyen szám.

"Általában úgy gondolom, hogy nem kell túl sokat aggódnunk a legtöbb látens antimikrobiális rezisztencia gén miatt, de úgy gondolom, hogy néhányuk valamikor problémát fog okozni, és szeretnénk tudni, hogy melyek azok. Mert ezzel a tudással talán megjósolhatjuk, hogy a jövőben mely baktériumok milyen gyógyszerekkel állíthatók meg" - mondja Hannah-Marie Martiny; Ezt a nézetet Patrick Munk is osztja.

"Az új antibiotikumok kifejlesztése során – ez a folyamat sok évig tart – a baktériumok már feltalálhattak új „ollót”, amely elpusztíthatja őket. Ha idővel mindkét géntípust tanulmányozzuk, kideríthetjük, hogy a látens gének közül melyik válik problémás rezisztenciagénné, hogyan keletkeznek és hogyan terjednek el a régióban és a baktériumokban, és így csökkenthető az antimikrobiális rezisztencia terhe" – mondja Patrick Munk.

A látens antibiotikum-rezisztencia funkcionális metagenomika segítségével térképezve

Számos módszer létezik annak tesztelésére, hogy a gének rezisztenciát okoznak-e az antibiotikumokkal szemben, mind mesterséges intelligencia-alapú előrejelzésekkel, mind laboratóriumi kísérletekkel. A számítógépes előrejelzések azonban bizonyos mértékű bizonytalansággal járnak, ami szintén torzíthatja az eredmények értelmezését.

A látens rezisztencia géneket úgy azonosítják, hogy DNS-t vonnak ki egy mintából, majd véletlenszerű DNS-fragmenseket tesztelnek annak meghatározására, hogy képesek-e antimikrobiális rezisztenciát okozni. A módszert funkcionális metagenomikának nevezik, és a DNS-fragmensek ártalmatlan baktériumba történő beillesztését foglalja magában. A túlélő baktériumok biztosan kaptak egy DNS-darabot, amely rezisztenciát biztosít. Ez nem feltétlenül jelenti azt, hogy a DNS-fragmens természetesen mozoghat a környezetben lévő baktériumok között.

A látens rezisztencia gének és a szerzett rezisztencia gének között éppen az a különbség, hogy a megszerzett rezisztencia génekről ismert, hogy képesek új bakteriális gazdákra ugrani, míg a látens rezisztencia gének új bakteriális gazdákra ugorhatnak a laboratóriumban. A kutatók azonban még nem tudják, hogy végül képesek lesznek-e erre a környezetben.

"Aggodalomra ad okot, hogy egyes látens rezisztencia gének szerzett rezisztencia génjeivé válnak, és így képesek átugrani a környezetben lévő különböző bakteriális gazdákhoz. Különösen azért, mert a kutatások azt is kimutatták, hogy nagy számban vannak jelen a világ számos pontján. Ezért szeretnénk bevonni őket a felügyeletbe" - mondja Patrick Munk.

A kutatók még nem tudják, hogy a látens rezisztencia gének milyen mértékben fejlődnek problémás szerzett rezisztencia génekké. Mind a látens, mind a szerzett rezisztencia gének átfogó monitorozása segít megválaszolni ezt a kérdést.

Megakadályozhatja a fertőző betegségek kezelését

A megszerzett rezisztenciagénekről a társadalomban a klasszikus módszer a fertőző betegségek, amelyek rezisztencia miatt nem kezelhetők antibiotikumokkal. A DTU Nemzeti Élelmiszerintézetben a rezisztencia gének nagy gyűjteménye (link beszúrása:) található, amelyet az orvosok és kutatók világszerte használnak, amikor meg kell határozniuk, hogy egy baktérium rezisztens-e az antimikrobiális szerekkel szemben. Jelen tanulmányban a szennyvízmintákban lévő összes különböző rezisztenciagén jelenlétét számszerűsítettük, hogy meghatározzuk földrajzi és ökológiai eloszlásukat.

A környezetszennyezés meghatározza az antimikrobiális rezisztenciát

A környezet bíráló szerepet tölt be az állandó eliminációs versenyben, amikor a rezisztens baktériumokról van szó. Ha antibiotikumok vannak jelen, először az arra érzékeny baktériumok pusztulnak el. Az a néhány baktérium, amely kezdetben rezisztenciagént hordoz, túléli és szaporodik. Például a következő környezeti tényezők befolyásolják, hogy mely baktériumok pusztulnak el és melyek életben maradnak:

• 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.

Források: