Globalna študija kaže razširjeno latentno protimikrobno odpornost v odpadni vodi

Globalna študija kaže razširjeno latentno protimikrobno odpornost v odpadni vodi

Skupina raziskovalcev je ugotovila, da je latentna protimikrobna odpornost bolj razširjena po vsem svetu kot znana odpornost. Pozivajo k celovitejšemu spremljanju odpornosti v odpadnih vodah, saj se problematični geni prihodnosti morda skrivajo v obsežnem rezervoarju latentnih genov odpornosti. Raziskava je bila objavljena v Nature Communications.

Skupina raziskovalcev je analizirala 1240 vzorcev odpadne vode iz 351 mest v 111 različnih državah in ugotovila, da je latentna protimikrobna odpornost bakterij razširjena na vseh celinah po svetu. Raziskavo je koordiniral DTU National Food Institute na Danskem. Raziskani geni za protimikrobno odpornost trenutno ne predstavljajo večjega tveganja, vendar bodo nekateri od njih verjetno predstavljali veliko tveganje v prihodnosti, menijo raziskovalci, ki na podlagi študije priporočajo povečano spremljanje protimikrobne odpornosti v odpadnih vodah. Raziskava je bila objavljena v priznani reviji Nature Communications (vstavi povezavo:

"Raziskave kažejo, da imamo latentni rezervoar protimikrobne odpornosti, ki je veliko bolj razširjena po vsem svetu, kot smo pričakovali," pravi raziskovalka Hannah-Marie Martiny, ki je prva avtorica študije skupaj z izrednim profesorjem Patrickom Munkom z DTU National Food Institute.

Raziskovalci so primerjali geografsko porazdelitev latentnih in že aktivnih genov za odpornost na antibiotike (v nadaljevanju pridobljenih) in ugotovili veliko večjo geografsko porazdelitev genov za latentno odpornost kot pridobljenih.

Da bi preprečili prihodnjo protimikrobno odpornost, verjamemo, da mora rutinsko spremljanje protimikrobne odpornosti v odpadnih vodah vključevati latentne gene za odpornost poleg že pridobljenih genov za odpornost, da bi rešili jutrišnje težave."

Patrick Munk, izredni profesor, DTU National Food Institute

Skladno s prejšnjimi raziskavami študija kaže, da so pridobljeni geni za odpornost prisotni v večjem številu v podsaharski Afriki, južni Aziji ter regijah Bližnjega vzhoda in severne Afrike (MENA) kot v drugih delih sveta.

Upanje, da bomo lahko zajezili pandemijo

Za bakterije je naravno, da imajo gene, zaradi katerih so lahko odporne na antibiotike. Takšne gene najdemo povsod, na primer v zemlji, vodi in pri ljudeh. Vendar pa so naša uporaba antibiotikov in drugi okoljski pritiski (glejte razdelek »Okoljski pritiski določajo protimikrobno odpornost« spodaj) povzročili širjenje odpornosti do te mere, da je Svetovna zdravstvena organizacija (WHO) protimikrobno odpornost (AMR) označila za pandemijo (vstavite povezavo:

Ko raziskovalci po vsem svetu preučujejo obseg in razširjenost problema, se običajno osredotočajo na gene odpornosti, ki so že sposobni preklapljati med bakterijskimi gostitelji. Pridobljeni geni za odpornost na antibiotike predstavljajo pravi izziv, saj otežujejo ali onemogočajo zdravljenje ljudi in živali z antibiotiki.

Razširjen nadzor bi dal upanje, da lahko raziskovalci ugotovijo, kje in kako nastane in se širi protimikrobna odpornost, in da lahko preslikajo ekologijo genov.

"S sledenjem pridobljenih in latentnih genov protimikrobne odpornosti lahko pridobimo celovit pregled nad tem, kako se razvijajo, spreminjajo gostitelje in širijo v našem okolju, s čimer bolj ciljno ukrepamo proti protimikrobni odpornosti (AMR). Odpadna voda je praktičen in etičen način za spremljanje AMR, saj se v njej kopičijo odpadki ljudi, živali in neposrednega okolja," pravi Hannah-Marie Martiny

Študija tudi kaže, da je po vsem svetu več genov za latentno odpornost kot pridobljenih genov za odpornost. Samo v podsaharski Afriki jih je enako število.

"Na splošno mislim, da nam ni treba preveč skrbeti glede večine latentnih genov protimikrobne odpornosti, vendar menim, da bodo nekateri od njih na neki točki povzročili težave in radi bi vedeli, kateri. Ker s tem znanjem lahko morda predvidimo, katere bakterije bodo v prihodnosti lahko ustavile katera zdravila," pravi Hannah-Marie Martiny; Pogled, ki ga deli tudi Patrick Munk.

"Ko se razvijajo novi antibiotiki - proces, ki traja več let - so bakterije morda že iznašle nove 'škarje', ki jih lahko uničijo. Če lahko sčasoma preučimo obe vrsti genov, bomo morda lahko ugotovili, kateri od latentnih genov postanejo problematični geni za odpornost, kako nastanejo in kako se razširijo po regiji in bakterijah, ter na ta način zmanjšamo breme protimikrobne odpornosti," pravi Patrick Munk.

Latentna odpornost na antibiotike, preslikana s funkcionalno metagenomiko

Obstaja več načinov za preverjanje, ali geni dajejo odpornost na antibiotike, tako z napovedmi na podlagi umetne inteligence kot z laboratorijskimi poskusi. Vendar pa računalniške napovedi vključujejo določeno mero negotovosti, ki lahko tudi popači razlago rezultatov.

Gene za latentno odpornost identificiramo z ekstrakcijo DNK iz vzorca in nato testiranjem naključnih fragmentov DNK, da ugotovimo, ali lahko povzročijo protimikrobno odpornost. Metoda se imenuje funkcionalna metagenomika in vključuje vstavljanje fragmentov DNK v neškodljivo bakterijo. Preživele bakterije so morale dobiti delček DNK, ki zagotavlja odpornost. To ne pomeni nujno, da se fragment DNK lahko naravno premika med bakterijami v okolju.

Razlika med geni za latentno odpornost in geni za pridobljeno odpornost je ravno v tem, da je znano, da geni za pridobljeno odpornost lahko skočijo na nove bakterijske gostitelje, medtem ko lahko geni za latentno odpornost skočijo na nove bakterijske gostitelje v laboratoriju. Raziskovalci pa še ne vedo, ali jim bo to sčasoma uspelo tudi v okolju.

"Skrbi nas, da nekateri latentni geni za odpornost postanejo pridobljeni geni za odpornost in tako lahko preskočijo na različne bakterijske gostitelje v okolju. Še posebej zato, ker raziskave tudi kažejo, da so prisotni v velikem številu na toliko mestih po svetu. Zato bi jih radi vključili v nadzor," pravi Patrick Munk.

Raziskovalci še ne vedo, v kolikšni meri se latentni geni za odpornost razvijejo v problematične pridobljene gene za odpornost. Celovito spremljanje latentnih in pridobljenih genov za odpornost bo pomagalo odgovoriti na to vprašanje.

Lahko prepreči zdravljenje nalezljivih bolezni

Klasičen način, kako se družba seznani s pridobljenimi geni za odpornost, so nalezljive bolezni, ki jih zaradi odpornosti ni mogoče zdraviti z antibiotiki. Na DTU National Food Institute obstaja velika zbirka genov za odpornost (vstavite povezavo:), ki jo uporabljajo zdravniki in raziskovalci po vsem svetu, ko morajo ugotoviti, ali je bakterija odporna na protimikrobna zdravila. V tej študiji je bila kvantificirana prisotnost vseh različnih genov odpornosti v vzorcih odpadne vode, da se določi njihova geografska in ekološka porazdelitev.

Onesnaženost okolja določa protimikrobno odpornost

Okolje deluje kot sodnik v nenehni tekmi izločanja, ko gre za odporne bakterije. Ko so prisotni antibiotiki, najprej umrejo občutljive bakterije. Nekaj ​​bakterij, ki na začetku nosijo gen za odpornost, preživi in ​​se razmnožuje. Naslednji dejavniki v okolju na primer vplivajo na to, katere bakterije umrejo in katere preživijo:

• 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.

Viri: