Tarptautiniai keliautojai dažnai grįžta namo su naujomis bakterijų padermėmis,

Dar prieš COVID-19 pandemiją, žinojome, kad tarptautinės kelionės prisideda prie spartaus pasaulinio atsparumo antimikrobinėms medžiagoms didėjimo ir plitimo. Tačiau čia nauja tai, kad radome daugybę visiškai naujų genų, susijusių su atsparumu antimikrobinėms medžiagoms, kurie rodo nerimą keliančią problemą horizonte . "

Alaricas D'Souza, MD/doktorantas, Pirmasis tyrimo autorius, Vašingtono universitetas

Tyrimas buvo paskelbtas birželio 6 d Genomo medicina

Tyrimas patvirtina, kad tarptautiniai keliautojai dažnai grįžta namo su netikėta gausa naujų bakterijų padermių, stumiančių vietą tarp tūkstančių, paprastai gyvenančių žarnyno mikrobiome.

Skurdas, dėl prastos sanitarijos ir besikeičiančios žemės ūkio praktikos daugelis tapo mažas pajamas gaunančiais žmonėmis, besivystantys regionai tampa karštaisiais taškais nuo ligų, kurias platina bakterijos, įskaitant infekcijas, kurios tampa vis atsparesnės įvairiems vaistams nuo antibiotikų.

Dėl didelio gyventojų tankio šiomis bakterijomis lengva dalintis bendruomenės gyventojams ir keliautojams, veikiant užterštam geriamajam vandeniui ir maistui, arba blogai dezinfekuoti tualetai, restoranai, viešbučio kambariai ir viešasis transportas. Grįžęs namo, keliautojai rizikuoja perduoti šias naujas bakterijas šeimai, draugai ir kiti bendruomenės gyventojai.

Tyrimas, atliko su Mastrichto universitetu Nyderlanduose, dalyvavo analizuojant bakterijų bendruomenes 190 Nyderlandų suaugusiųjų žarnyno mikrobiomose prieš ir po kelionės į vieną iš keturių tarptautinių regionų, kur atsparumo genų paplitimas yra didelis:Pietryčių Azija, Pietų Azija, Šiaurės Afrika ir Rytų Afrika.

Tyrimo metu ištirti išmatų mėginiai buvo atsitiktinai atrinkti iš didesnių, daugiacentris tyrimas apie 2, 000 olandų keliautojų, kurių dauguma buvo turistai, žinomas kaip kelių atsparių bakterijų vežimas po kelionės (COMBAT) tyrimas.

„Mes nustatėme reikšmingą su kelionėmis susijusį atsparumo genų įgijimo padidėjimą, gausybė ir įvairovė, užkoduota bakterijų, kurios yra endeminės aplankytam regionui, "D'Souza sakė." Šios išvados stipriai remia tarptautines keliones kaip kliniškai svarbių antimikrobinių atsparumo genų pasaulinio plitimo vektorių ir pabrėžia, kad reikia plačiau stebėti antimikrobinėms medžiagoms atsparias bakterijas grįžtančių keliautojų žarnyno mikrobiomose. "

Naująjį tyrimą sukūrė vyresnieji autoriai Johnas Pendersas, medicinos mikrobiologas Mastrichto universitete, ir Gautamas Dantas, Daktaras, Vašingtono universiteto patologijos ir imunologijos profesorius. Manish Boolchandani, Daktaras, „Dantas Lab“ narys tyrimo metu ir 2020 m. baigęs universiteto doktorantūros programą Kompiuterinė ir sistemų biologija, taip pat yra pirmasis šio straipsnio autorius.

Pasaulio sveikatos organizacija, JAV ligų kontrolės ir prevencijos centrai, ir kitos agentūros apibūdino greitą atsparumo antimikrobinėms medžiagoms plitimą kaip vieną iš rimčiausių grėsmių, su kuriomis dabar susiduria pasaulis-gresiančią medicinos katastrofą, kuri gali nusverti COVID-19 pandemijos sukeltą chaosą.

„Nors ankstesni tyrimai nuskaitė keliautojų išmatų mėginius, ar nėra gerai žinomų antimikrobinėms medžiagoms atsparių bakterijų, mes panaudojome viso metagenomo šautuvo sekos nustatymo ir funkcinės metagenomikos derinį, kad nustatytume žinomus ir naujus genus, koduojančius atsparumą antimikrobinėms medžiagoms, “, - sakė Dantas.

Tradiciškesni genominiai metodai ieško išskirtinių atskirų patogenų genetinių parašų. Tačiau tokiais tyrimais galima rasti tik žinomus patogenus, o metagenominė seka gali nustatyti visus tam tikrame mėginyje esančius organizmus:geras bakterijas, pavojingų bakterijų ir net visiškai naujų.

Iš viso, tyrėjai 190 Nyderlandų keliautojų žarnyno mikrobiomose aptiko 121 antimikrobinio atsparumo geną. Daugiau nei 40% šių atsparumo genų (51 iš jų) buvo atrasti tik naudojant jautresnę metagenomikos techniką, tai rodo, kad įprasti metodai praleidžia potencialiai pavojingus genus.

Lygiai taip pat, tyrimo rezultatai patvirtino, kad 56 unikalūs antimikrobinio atsparumo genai per keliones į užsienį tapo keliautojų žarnyno mikrobiomų dalimi, įskaitant kelis mobiliuosius, didelės rizikos atsparumo genai, pvz., išplėstinio spektro β-laktamazės (ESBL) ir plazmidės platinamas kolistino genas, mcr-1.

Visame pasaulyje atsiranda atsparumas beta laktaminiams antibiotikams ir suteikia didelį atsparumą penicilinų ir kitų svarbių antibiotikų gydymui.

Mcr-1 genai apsaugo bakterijas nuo kito antimikrobinio vaisto, vadinamo kolistinu, kuri yra paskutinė išeitis gydant daugelio vaistams atsparių gramneigiamų bakterijų infekcijas. Jei atsparumas kolistinui plinta į bakterijas, atsparias kitiems antibiotikams, tos bakterijos gali sukelti tikrai nepagydomas infekcijas, įspėjo CDC.

Kadangi metagenominė analizė leidžia tyrėjams ištirti visas bakterijas ir genus žarnyno mikrobiomų mėginių kolekcijoje, didelė mišri organizmų bendruomenė, tai taip pat suteikia galimybę ištirti sudėtingą šių organizmų ekologinę sąveiką.

Nors laikui bėgant bakterijos gali lėtai vystytis atsparumui nuo pakartotinio antibiotikų poveikio, įvairios bakterijų bendruomenės taip pat dalijasi atsparumo antimikrobinėms medžiagoms genais greičiau, vadinamos horizontaliu perkėlimu, paprastai keičiantis mobiliaisiais genetiniais elementais, kurie leidžia DNR fragmentams pereiti iš vienos bakterijos į kitą.

„Kadangi genai, koduojantys atsparumą skirtingoms antibiotikų klasėms, dažnai yra tuose pačiuose mobiliuosiuose elementuose, vienas horizontalus keitimasis gali paversti anksčiau antibiotikams jautrias bakterijas į daugelio vaistų atsparų organizmą, “ - sakė Dantas.

Tyrėjai taip pat naudojo metagenominius metodus, kad surinktų svarbią kontekstinę informaciją apie atsparumo geno vietą ir funkciją.

„Buvo reikšmingas atsparumo genų ryšys su mobiliaisiais genetiniais elementais, pagrindinis būdas, kuriuo atsparumo genai plinta tarp bakterijų, "D'Souza sakė." Nors mūsų tyrimas negalėjo parodyti atsparumo genų, kuriuos perneša patogeninės bakterijos, aišku, kad tai įmanoma. Be to, tarptautiniai keliautojai, grįžę namo, gali įvesti savo bendruomenėse atsparumo genus, ir būsimi tyrimai, tiesiogiai susiję su šia galimybe, yra prioritetas “.

Dantas pridūrė:"Naujų antimikrobinėms medžiagoms atsparių bakterijų ir genų nustatymas gali atlikti svarbų vaidmenį lėtinant atsparumo plitimą visame pasaulyje ir vadovaujantis galimų susijusių ligų gydymu. Mūsų tyrimas yra pagrindas šioms pastangoms, suteikiant naują įžvalgą apie genetinius mechanizmus, kuriais grindžiamas greitas antimikrobinių atsparumo genų įgijimas ir dalijimasis žmonių žarnyno mikrobiomose tarptautinių kelionių metu “.

• Tyrėjai in vitro nustato bakteriją, turinčią anti-SARS-CoV-2 aktyvumą:Dolosigranulum pigrum
• Žarnyno mikrobiomų sudėtis, susijusi su kūdikiais, bijo atsakymų