Pasaulinis tyrimas rodo, kad nuotekose yra plačiai paplitęs latentinis atsparumas antimikrobinėms medžiagoms

Pasaulinis tyrimas rodo, kad nuotekose yra plačiai paplitęs latentinis atsparumas antimikrobinėms medžiagoms

Mokslininkų komanda nustatė, kad latentinis atsparumas antimikrobinėms medžiagoms yra labiau paplitęs visame pasaulyje nei žinomas atsparumas. Jie ragina visapusiškiau stebėti atsparumą nuotekose, nes probleminiai ateities genai gali slypėti plačiai paplitusiame latentinio atsparumo genų rezervuare. Tyrimas buvo paskelbtas Nature Communications.

Mokslininkų grupė išanalizavo 1240 nuotekų mėginių iš 351 miesto 111 skirtingų šalių ir nustatė, kad bakterijų latentinis atsparumas antimikrobinėms medžiagoms yra plačiai paplitęs visuose pasaulio žemynuose. Tyrimą koordinavo DTU Nacionalinis maisto institutas Danijoje. Ištirti atsparumo antimikrobinėms medžiagoms genai šiuo metu nekelia didelio pavojaus, tačiau kai kurie iš jų greičiausiai kels didelę riziką ateityje, teigia mokslininkai, kurie, remdamiesi tyrimu, rekomenduoja labiau stebėti nuotekų atsparumą antimikrobinėms medžiagoms. Tyrimas buvo paskelbtas žinomame žurnale Nature Communications (įterpti nuorodą:

„Tyrimai rodo, kad turime latentinį antimikrobinio atsparumo rezervuarą, kuris yra daug plačiau paplitęs visame pasaulyje, nei tikėjomės“, – sako mokslininkė Hannah-Marie Martiny, kuri yra pirmoji tyrimo autorė kartu su docentu Patrick Munku iš DTU Nacionalinio maisto instituto.

Mokslininkai palygino latentinių ir jau aktyvių atsparumo antibiotikams genų (toliau – įgytų) geografinį pasiskirstymą ir nustatė daug didesnį latentinio atsparumo genų geografinį pasiskirstymą nei įgytų.

Siekdami apriboti būsimą atsparumą antimikrobinėms medžiagoms, manome, kad įprastą atsparumo antimikrobinėms medžiagoms stebėjimą nuotekose, be jau įgytų atsparumo genų, turėtų būti įtraukti latentiniai atsparumo genai, kad būtų išspręstos rytojaus problemos.

Patrick Munk, DTU Nacionalinio maisto instituto docentas

Remiantis ankstesniais tyrimais, tyrimas rodo, kad Afrikoje į pietus nuo Sacharos, Pietų Azijoje ir Vidurio Rytų bei Šiaurės Afrikos (MENA) regionuose įgytų atsparumo genų yra daugiau nei kitose pasaulio dalyse.

Tikimasi, kad pavyks suvaldyti pandemiją

Natūralu, kad bakterijos turi genų, kurie gali padaryti jas atsparias antibiotikams. Tokie genai randami visur, pavyzdžiui, dirvožemyje, vandenyje ir pas žmones. Tačiau mūsų antibiotikų naudojimas ir kiti aplinkos veiksniai (žr. toliau pateiktą skyrių „Aplinkos slėgis lemia atsparumą antimikrobinėms medžiagoms“) paskatino atsparumo plitimą tiek, kad Pasaulio sveikatos organizacija (PSO) antimikrobinį atsparumą (AMR) paskelbė pandemija (įterpti nuorodą:

Kai mokslininkai visame pasaulyje tiria problemos mastą ir plitimą, jie paprastai sutelkia dėmesį į atsparumo genus, kurie jau gali keistis tarp bakterijų šeimininkų. Įsigyti atsparumo antibiotikams genai yra tikras iššūkis, nes dėl jų sunku arba neįmanoma gydyti žmones ir gyvūnus antibiotikais.

Išplėstas stebėjimas suteiktų vilties, kad mokslininkai galės nustatyti, kur ir kaip atsiranda ir plinta antimikrobinis atsparumas, ir kad jie galės nustatyti genų ekologiją.

"Stebėdami įgytus ir latentinius atsparumo antimikrobinėms medžiagoms genus, galime gauti išsamią apžvalgą, kaip jie vystosi, keičia šeimininkus ir plinta mūsų aplinkoje, taip imdamiesi tikslingesnių veiksmų prieš antimikrobinį atsparumą (AMR). Nuotekos yra praktiškas ir etiškas būdas stebėti AMR, nes kaupiasi žmonių, gyvūnų ir artimiausios aplinkos atliekas", - sako Hannah-Marie Martiny.

Tyrimas taip pat rodo, kad visame pasaulyje yra daugiau latentinio atsparumo genų nei įgytų atsparumo genų. Tik Afrikoje į pietus nuo Sacharos jų yra tiek pat.

"Apskritai nemanau, kad mums reikia per daug nerimauti dėl daugumos latentinių antimikrobinių medžiagų atsparumo genų, bet manau, kad kai kurie iš jų tam tikru momentu sukels problemų, ir mes norėtume žinoti, kurie iš jų. Nes turėdami šias žinias galime nuspėti, kokias bakterijas, kokiais vaistais galima sustabdyti ateityje", - sako Hannah-Marie Martiny; Požiūris, kuriuo taip pat pritaria Patrickas Munkas.

„Kuriant naujus antibiotikus – tai procesas trunka daug metų – bakterijos jau gali būti išradusios naujas „žirkles“, galinčias jas sunaikinti. Jei laikui bėgant galėsime ištirti abiejų tipų genus, galime išsiaiškinti, kurie iš latentinių genų tampa probleminiais atsparumo genais, kaip jie atsiranda ir kaip jie plinta visame regione ir bakterijose, ir tokiu būdu sumažinti antimikrobinio atsparumo naštą“, – sako Patrick Munk.

Latentinis atsparumas antibiotikams nustatytas naudojant funkcinę metagenomiką

Yra keletas būdų, kaip patikrinti, ar genai suteikia atsparumą antibiotikams, naudojant AI pagrįstas prognozes ir laboratorinius eksperimentus. Tačiau kompiuterinės prognozės apima tam tikrą neapibrėžtumą, kuris taip pat gali iškreipti rezultatų interpretaciją.

Latentinio atsparumo genai identifikuojami iš mėginio išskiriant DNR, o paskui ištyrus atsitiktinius DNR fragmentus, siekiant nustatyti, ar jie gali suteikti atsparumą antimikrobinėms medžiagoms. Metodas vadinamas funkcine metagenomika ir apima DNR fragmentų įterpimą į nekenksmingą bakteriją. Išgyvenusios bakterijos turi turėti DNR gabalėlį, kuris suteikia atsparumą. Tai nebūtinai reiškia, kad DNR fragmentas gali natūraliai judėti tarp bakterijų aplinkoje.

Skirtumas tarp latentinio atsparumo genų ir įgyto atsparumo genų yra tas, kad žinoma, kad įgyti atsparumo genai gali pereiti prie naujų bakterijų šeimininkų, o latentinio atsparumo genai gali pereiti prie naujų bakterijų šeimininkų laboratorijoje. Tačiau mokslininkai kol kas nežino, ar galiausiai jiems pavyks tai padaryti aplinkoje.

"Mūsų rūpestis yra tai, kad kai kurie latentinio atsparumo genai tampa įgytais atsparumo genais ir taip gali pereiti prie skirtingų bakterijų šeimininkų aplinkoje. Ypač todėl, kad tyrimai taip pat rodo, kad jų yra daug daugelyje pasaulio vietų. Štai kodėl norėtume įtraukti juos į stebėjimą", - sako Patrick Munkas.

Mokslininkai dar nežino, kokiu mastu latentinio atsparumo genai virsta probleminiais įgytais atsparumo genais. Į šį klausimą padės atsakyti visapusiškas latentinių ir įgytų atsparumo genų stebėjimas.

Gali užkirsti kelią infekcinių ligų gydymui

Klasikinis būdas, kuriuo visuomenė sužino apie įgytus atsparumo genus, yra infekcinės ligos, kurių negalima gydyti antibiotikais dėl atsparumo. DTU Nacionaliniame maisto institute yra sukaupta didelė atsparumo genų kolekcija (įterpti nuorodą:), kurią naudoja gydytojai ir mokslininkai visame pasaulyje, kai reikia nustatyti, ar bakterija yra atspari antimikrobinėms medžiagoms. Šiame tyrime buvo kiekybiškai įvertintas visų skirtingų atsparumo genų buvimas nuotekų mėginiuose, siekiant nustatyti jų geografinį ir ekologinį pasiskirstymą.

Aplinkos tarša lemia atsparumą antimikrobinėms medžiagoms

Aplinka veikia kaip teisėjas nuolatinėse eliminacijos lenktynėse, kai kalbama apie atsparias bakterijas. Kai yra antibiotikų, jautrios bakterijos pirmiausia miršta. Kelios bakterijos, kurios iš pradžių turi atsparumo geną, išgyvena ir dauginasi. Pavyzdžiui, šie aplinkos veiksniai įtakoja, kurios bakterijos miršta ir kurios išgyvena:

• 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.

Šaltiniai: