Geny i lekooporność a stosowanie antybiotyków u zwierząt

Geny i lekooporność a stosowanie
antybiotyków
u
zwierząt
hodowlanych
Zużycie antybiotyków oraz ilość lekoopornych szczepów bakteryjnych
wzrasta z roku na rok, a tempo pojawiania się na rynku nowych
antybiotyków niemalże przypomina stagnację. Ten trend utrzymuje się
m.in. przez stosowane praktyki żywienia zwierząt hodowlanych. Jak dotąd
wpływ sposobu chowu zwierząt na zmiany genetyczne i zwiększenie ilości
alleli odpowiedzialnych za oporność na antybiotyki pozostawała niejasna.
Badania naukowców z Michigan State University pokazują, że na dużych
fermach świń wielolekooporne szczepy bakteryjne są raczej normą a nie
wyjątkiem.
Badania prowadzono na dużą skalę na fermach w Chinach i Stanach
Zjednoczonych. Używa się tam antybiotyków, aby wspomóc proces wzrostu
zwierząt i zapobiec chorobom. Sytuacja ta nie jest odosobniona – podobne
praktyki stosuje się w wielu krajach. Za pomocą RT-PCR i sekwencjonowania
genomu oceniono ilościowo i zsekwencjonowano 44 geny związane z
lekoopornością, ruchome elementy genetyczne (ang. mobile genetic elements,
MGE) oraz określono filogenezę bakterii.
Uzyskane wyniki potwierdziły w wyhodowanych szczepach bakteryjnych
równoczesną obecność wielu alleli oporności oraz MGE czyli tzw. partner genes
(PG).
Oznacza to, że zmiany w jednym genie oddziałują na drugi gen. Niektóre z PG
mogą doprowadzić do nabycia oporności przez bakterie, nawet jeżeli dany lek
przeciwbakteryjny nie był stosowany u zwierząt. Zastosowanie
jednego antybiotyku w hodowli zwierząt może doprowadzić do nieskuteczności
innych genetycznie powiązanych z nim antybiotyków. Zaobserwowano bowiem
obecność więcej niż dwóch PG. Czasem było ich nawet 14. Geny odpowiadały za
oporność nawet do 6 klas antybiotyków. Odnotowana obfitość genów oporności
była także powiązana z transpozonami IS6100 oraz intergrazą klasy 1. Geny
związane z opornością na antybiotyki tworzyły „klastry oporności”, które były
obecne u różnych gatunków bakterii, co oznacza niezależność badanych alleli od
składu filogenetycznego.
W glebie, w której stosowano nawóz naturalny, znaleziono wysokie ilości genów
lekooporności. Niemniej jednak rodzaje bakterii w glebie różniły się od tych
zaobserwowanych na farmach. Wskazuje to na prawdopodobny transfer genów
oporności między szczepami. Duża skala chowu trzody chlewnej, jego odpady
biologiczne, duża ilość genów oporności na fermach oraz horyzontalny transfer
genów to potencjalne ryzyko dla ludności. Z tego też powodu utrzymanie kontroli
nad skutecznością stosowanych u świń antybiotyków jest niezwykle istotne.
Na dużych fermach świń wielolekooporne szczepy bakteryjne są raczej
normą a nie wyjątkiem
Źródło pixabay, licencja CC0
Wyniki wskazują na różnorodność genów oporności bakterii obserwowanych na
fermach świń. Genomika i metagenomika jest kluczowym elementem, który
pozwoli na określenie czy geny oporności mogą zostać zredukowane w
mikrobiomach zwierząt oraz czy te klastry genów ulegają selekcji pod wpływem
antybiotyków używanych w hodowlach zwierząt, a nieuważanych za istotne w
medycznym zastosowaniu u ludzi a także antybiotyków medycznie istotnych
stosowanych terapeutycznie. Badania mogą wspomóc opracowanie zaleceń
dotyczących ostrożności w stosowaniu antybiotyków na fermach oraz praktyk
minimalizujących rozprzestrzenianie się genów oporności między patogenami.
mgr Agnieszka Helis, diagnosta laboratoryjny
Piśmiennictwo:
Johnson TA. at al. Clusters of Antibiotic Resistance Genes Enriched
Together Stay Together in Swine Agriculture. mBio, April 2016.
Data publikacji: 28.04.2016r.