Globālais pētījums liecina par plaši izplatītu latentu pretmikrobu rezistenci notekūdeņos

Globālais pētījums liecina par plaši izplatītu latentu pretmikrobu rezistenci notekūdeņos

Pētnieku komanda ir atklājusi, ka latentā pretmikrobu rezistence visā pasaulē ir izplatītāka nekā zināmā rezistence. Viņi aicina veikt visaptverošāku notekūdeņu rezistences uzraudzību, jo nākotnes problemātiskie gēni var slēpties plaši izplatītajā latentās rezistences gēnu rezervuārā. Pētījums tika publicēts Nature Communications.

Pētnieku grupa analizēja 1240 notekūdeņu paraugus no 351 pilsētas 111 dažādās valstīs un atklāja, ka baktēriju latentā pretmikrobu rezistence ir plaši izplatīta visos pasaules kontinentos. Pētījumu koordinēja DTU Nacionālais pārtikas institūts Dānijā. Izpētītie antimikrobiālās rezistences gēni pašlaik nerada lielu risku, taču daži no tiem, visticamāk, nākotnē radīs lielu risku, norāda pētnieki, kuri, pamatojoties uz pētījumu, iesaka pastiprināti uzraudzīt notekūdeņu mikrobu rezistenci. Pētījums tika publicēts slavenajā žurnālā Nature Communications (ievietojiet saiti:

"Pētījumi liecina, ka mums ir latentais pretmikrobu rezistences rezervuārs, kas ir daudz plašāk izplatīts visā pasaulē, nekā mēs gaidījām," saka pētniece Hanna-Marie Martiny, kura ir pirmā pētījuma autore kopā ar asociēto profesoru Patriku Munku no DTU Nacionālā pārtikas institūta.

Pētnieki salīdzināja latento un jau aktīvo antibiotiku rezistences gēnu (turpmāk sauktu par iegūto) ģeogrāfisko izplatību un atklāja daudz lielāku latentās rezistences gēnu ģeogrāfisko izplatību nekā iegūto.

Lai ierobežotu pretmikrobu rezistenci nākotnē, mēs uzskatām, ka regulārajā antimikrobiālās rezistences uzraudzībā notekūdeņos papildus jau iegūtajiem rezistences gēniem ir jāiekļauj latenti rezistences gēni, lai risinātu rītdienas problēmas."

Patriks Munks, DTU Nacionālā pārtikas institūta asociētais profesors

Saskaņā ar iepriekšējiem pētījumiem pētījums liecina, ka iegūtie rezistences gēni ir sastopami vairāk Subsahāras Āfrikā, Dienvidāzijā un Tuvajos Austrumos un Ziemeļāfrikas (MENA) reģionos nekā citās pasaules daļās.

Cerība, ka izdosies ierobežot pandēmiju

Ir dabiski, ka baktērijām ir gēni, kas var padarīt tās izturīgas pret antibiotikām. Šādi gēni ir atrodami visur, piemēram, augsnē, ūdenī un cilvēkos. Tomēr mūsu antibiotiku lietošana un citi vides noslogojumi (skatiet tālāk sadaļu “Vides spiediens nosaka antimikrobiālo rezistenci”) ir veicinājuši rezistences izplatību tādā mērā, ka Pasaules Veselības organizācija (PVO) ir atzinusi antimikrobiālo rezistenci (AMR) par pandēmiju (ievietojiet saiti:

Kad pētnieki visā pasaulē pēta problēmas mērogu un izplatību, viņi parasti koncentrējas uz rezistences gēniem, kas jau spēj pārslēgties starp baktēriju saimniekiem. Iegūtie antibiotiku rezistences gēni ir īsts izaicinājums, jo tie apgrūtina vai padara neiespējamu cilvēku un dzīvnieku ārstēšanu ar antibiotikām.

Paplašināta uzraudzība sniegtu cerību, ka pētnieki var noteikt, kur un kā rodas un izplatās pretmikrobu rezistence, un ka viņi var kartēt gēnu ekoloģiju.

"Izsekojot gan iegūtos, gan latentos pretmikrobu rezistences gēnus, mēs varam iegūt visaptverošu pārskatu par to, kā tie attīstās, maina saimniekorganismus un izplatās mūsu vidē, tādējādi veicot mērķtiecīgākus pasākumus pret antimikrobiālo rezistenci (AMR). Notekūdeņi ir praktisks un ētisks veids, kā uzraudzīt AMR, jo tie uzkrāj atkritumus no cilvēkiem, dzīvniekiem un tuvākās vides," saka Hanna-Marie Martiny.

Pētījums arī parāda, ka visā pasaulē ir izplatīts vairāk latento rezistences gēnu nekā iegūto rezistences gēnu. Tikai Subsahāras Āfrikā to ir tikpat daudz.

"Kopumā es nedomāju, ka mums ir pārāk jāuztraucas par lielāko daļu latento pretmikrobu rezistences gēnu, bet es domāju, ka daži no tiem kādā brīdī radīs problēmas, un mēs vēlētos zināt, kuri no tiem. Jo ar šīm zināšanām mēs, iespējams, varam paredzēt, kuras baktērijas nākotnē var apturēt ar kādām zālēm," saka Hanna-Marie Martiny; Uzskats, kam piekrīt arī Patriks Munks.

"Tā kā tiek izstrādātas jaunas antibiotikas - process, kas prasa daudzus gadus -, iespējams, baktērijas jau ir izgudrojušas jaunas "šķēres", kas var tās iznīcināt. Ja mēs laika gaitā varēsim izpētīt abus gēnu veidus, mēs varam noskaidrot, kuri no latentiem gēniem kļūst par problemātiskiem rezistences gēniem, kā tie rodas un kā tie izplatās visā reģionā un baktērijās, un tādā veidā samazināt pretmikrobu rezistences slogu," saka Patriks Munks.

Latentā rezistence pret antibiotikām, kas kartēta, izmantojot funkcionālo metagenomiku

Ir vairāki veidi, kā pārbaudīt, vai gēni nodrošina rezistenci pret antibiotikām, izmantojot gan uz AI balstītas prognozes, gan laboratorijas eksperimentus. Tomēr datoru prognozes ir saistītas ar zināmu nenoteiktību, kas var arī izkropļot rezultātu interpretāciju.

Latentās rezistences gēni tiek identificēti, ekstrahējot DNS no parauga un pēc tam pārbaudot nejaušus DNS fragmentus, lai noteiktu, vai tie var nodrošināt pretmikrobu rezistenci. Šo metodi sauc par funkcionālo metagenomiku, un tā ietver DNS fragmentu ievietošanu nekaitīgā baktērijā. Izdzīvojušās baktērijas noteikti ir saņēmušas DNS gabalu, kas nodrošina rezistenci. Tas nebūt nenozīmē, ka DNS fragments var dabiski pārvietoties starp baktērijām vidē.

Atšķirība starp latentās rezistences gēniem un iegūtajiem rezistences gēniem ir tieši tāda, ka ir zināms, ka iegūtie rezistences gēni spēj pāriet uz jauniem baktēriju saimniekiem, savukārt latentās rezistences gēni var pāriet uz jauniem baktēriju saimniekiem laboratorijā. Tomēr pētnieki vēl nezina, vai viņi galu galā spēs to izdarīt vidē.

"Mūsu bažas rada tas, ka daži latentie rezistences gēni kļūst par iegūtiem rezistences gēniem un tādējādi spēj pāriet uz dažādiem baktēriju saimniekiem vidē. Jo īpaši tāpēc, ka pētījumi arī liecina, ka tie ir sastopami lielā skaitā tik daudzās vietās visā pasaulē. Tāpēc mēs vēlētos tos iekļaut uzraudzībā," saka Patriks Munks.

Pētnieki vēl nezina, cik lielā mērā latentās rezistences gēni attīstās par problemātiskiem iegūtajiem rezistences gēniem. Gan latento, gan iegūto rezistences gēnu visaptveroša uzraudzība palīdzēs atbildēt uz šo jautājumu.

Var novērst infekcijas slimību ārstēšanu

Klasiskais veids, kā sabiedrība apzinās iegūtos rezistences gēnus, ir infekcijas slimības, kuras rezistences dēļ nevar ārstēt ar antibiotikām. DTU Nacionālajā pārtikas institūtā ir liela rezistences gēnu kolekcija (ievietot saiti:), ko ārsti un pētnieki izmanto visā pasaulē, lai noskaidrotu, vai baktērija ir izturīga pret pretmikrobu līdzekļiem. Šajā pētījumā tika kvantificēta visu dažādo rezistences gēnu klātbūtne notekūdeņu paraugos, lai noteiktu to ģeogrāfisko un ekoloģisko izplatību.

Vides piesārņojums nosaka pretmikrobu rezistenci

Vide darbojas kā tiesnesis pastāvīgās likvidēšanas sacīkstēs, kad runa ir par rezistentām baktērijām. Ja ir antibiotikas, jutīgās baktērijas vispirms mirst. Dažas baktērijas, kurām sākotnēji ir rezistences gēns, izdzīvo un vairojas. Piemēram, šādi faktori vidē ietekmē to, kuras baktērijas mirst un kuras izdzīvo:

• 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.

Avoti: