Vanlige bakterier som forårsaker matbårne sykdommer som er resistente mot antibiotika

Brasils helsedepartement mottok rapporter om 11, 524 utbrudd av matbårne sykdommer mellom 2000 og 2015, med 219, 909 individer blir syke og 167 dør av de aktuelle sykdommene. Bakterier forårsaket de fleste utbrudd av slike sykdommer, inkludert diaré og gastroenteritt. Den hyppigste var Salmonella spp., med 31, 700 tilfeller diagnostisert i perioden (14,4% av totalen), Staphylococcus aureus (7,4%), og Escherichia coli (6,1%).

Ifølge en undersøkelse fra departementet for sosial utvikling, bakterier av slekten Salmonella var de etiologiske midlene i 42,5% av de laboratoriebekreftede matbårne sykdomsutbruddene som ble rapportert i Brasil mellom 1999 og 2009.

Hele genom-sekvensering av de viktigste bakteriene som forårsaker akutt diaré er forskningsfokus for en gruppe ved University of São Paulo ledet av Juliana Pfrimer Falcão, professor ved universitetets Ribeirão Preto School of Pharmaceutical Sciences (FCFRP-USP).

I en artikkel publisert i PLOS ONE , biomedisinske forskere Amanda Aparecida Seribelli og Fernanda Almeida, som tilhører Falcãos laboratorium, beskrive hvordan de sekvenserte og undersøkte genomene til 90 stammer av en spesifikk serovar av Salmonella enterica kjent som S. Typhimurium (en forkortelse av Salmonella enterica underarter serovar Typhimurium).

De 90 stammene ble isolert mellom 1983 og 2013 ved Adolfo Lutz Institute i Ribeirão Preto (São Paulo State, Brasil) og Oswaldo Cruz Foundation (Fiocruz) i Rio de Janeiro. De gir et portrett av epidemiologien av salmonellose i Brasil de siste 30 årene, kommer fra alle regioner i landet og har blitt hentet fra pasienter med matbårne infeksjoner eller fra forurenset mat som fjærfe, svinekjøtt, eller salat og andre grønnsaker.

"Fra mennesker, vi mottok blodprøver hjernen abscesser, og diaré avføring, "Fortalte Seribelli.

Da virkningen av antibiotika i hver av de 90 stammene ble testet, det ble oppdaget at de aller fleste var resistente mot forskjellige klasser av antibiotika som er en del av medisinarsenalet. Studien identifiserte også 39 gener som er ansvarlige for antibiotikaresistens.

Forskere tilknyttet Fiocruz, São Paulo State University's School of Agrarian and Veterinary Sciences (FCAV-UNESP) og Adolfo Lutz Institute deltok i studien. De 90 stammene av S. Typhimurium ble sekvensert ved United States Food and Drug Administration (FDA) under Almeidas doktorgradsopphold.

Den komparative analysen av genomene, transkriptomer, og fenotyper av S. Typhimurium stammer isolert fra mennesker og mat i Brasil ble støttet av São Paulo Research Foundation - FAPESP, FDA, og Kunnskapsdepartementets kontor for fakultetsutvikling (CAPES).

Salmonellose

Salmonella består av to arter, S. bongori og S. enterica . Sistnevnte er typen art, med et stort antall underarter og serovarer som forårsaker flere matbårne infeksjoner enn noen annen art i Brasil og over hele verden. Menneskets og dyrets tarmkanal er det viktigste naturlige reservoaret for dette patogenet, med fjærfe, svinekjøtt og relaterte matvarer som fungerer som de viktigste overføringsvektorene.

De seks underartene av S. enterica er delt inn i 2, 600 serovarer. En serovar (forkortelse for serologisk variant) er en tydelig variasjon i en bakterie- eller virusart som er preget av å ha samme antall spesifikke overflate -antigener.

De viktigste underartene av S. enterica fra det epidemiologiske synspunktet er S. enterica underarter enterica, som forårsaker den matbårne infeksjonen kjent som salmonellose. Symptomene er diaré, feber, magekramper, og oppkast.

S. enterica subsp. enterica var hovedårsaken til 31, 700 tilfeller av salmonellose rapportert i Brasil mellom 2000 og 2015. De hyppigst isolerte serovarene av denne underarten er S. Typhimurium og S. Enteritidis .

S. Enteritidis er en av de ledende serovarer som forårsaker salmonellose. Det spredte seg først i en pandemi som startet i Europa på 1990 -tallet. S. Typhimurium var den mest utbredte serovaren før pandemien og har fortsatt å forårsake infeksjoner.

I følge Almeida, alle 90 stammer som ble analysert i studien tilhørte S. Typhimurium . En annen forsker ved FCFRP-USP (jobber også ved universitetets kliniske, Toxicological and Bromatological Analysis Laboratory) er i ferd med å sekvensere og analysere prøver som inneholder serovaren S. Enteritidis .

Almeida tok de 90 stammene av S. Typhimurium til USA i 2015. "Genene deres ble sekvensert ved FDA's Center for Food Safety and Applied Nutrition i Maryland under tilsyn av forsker Marc W. Allard, " han sa.

S. Typhimurium 's genom inneholder 4,7 millioner basepar. Kort refleksjon forteller oss at studien genererte et fjell med data, nærmere bestemt 423 millioner baser som tilsvarer summen av 90 genomer.

Etter at han kom tilbake til Ribeirão Preto, Almeida jobbet med Seribelli på en komparativ analyse av de forskjellige stammenes genomer for å forstå deres mangfold og de evolusjonære forholdene mellom dem.

I følge Almeida, teknikken som ble brukt var genotyping med høy gjennomstrømning med SNP (uttales "snips" og forkortelse for enkeltnukleotidpolymorfier), som gjorde dem i stand til å identifisere den genetiske sammensetningen (genotypen) for hver stamme ved hjelp av DNA -sekvensering. SNP er de vanligste markørene for genetisk variasjon. De fylogenetiske resultatene skilte de 90 stammene av S. Typhimurium i to grupper, A og B.

"Gruppen av prøver som er samlet inn fra mat, var forskjellig fra gruppen som ble samlet inn fra mennesker, "Forklarte Seribelli." Matisolater ble fordelt mellom gruppe A og B i relativt like antall, noe som tyder på at mer enn én undertype sirkulerer i matvarer i Brasil. Menneskelige isolater var mer utbredt i gruppe B, antyder at en bestemt undertype sannsynligvis har tilpasset seg mennesker. "

I en annen viktig del av forskningen finansiert av FAPESP, forskerne målte antibiotikaresistens i hver av de 90 stammene. Ifølge studien, 65 (72,2%) av stammene viste seg å være resistente mot sulfonamider, 44 (48,9%) til streptomycin, 27 (30%) til tetracyklin, 21 (23,3%) til gentamicin og syv (7,8%) til ceftriaxon, et cefalosporin antibiotikum.

Opprinnelse til motstand

Analysen av SNP identifiserte 39 gener for resistens mot forskjellige klasser av antimikrobielle eller antibiotika, slik som aminoglykosid, tetracyklin, sulfonamid, trimetoprim, beta-laktam, fluorokinolon, fenikol og makrolid. Det ble også funnet punktmutasjoner i noen av genene, for eksempel gyrA, gyrB, parC og parE.

"Det er slående det S. Typhimurium er resistent mot antibiotika som kan brukes til å behandle sykdommen, "Seribelli sa." Disse stoffene er tilgjengelige for leger for bruk i bekjempelse av infeksjoner som viser motstand. De er en andre forsvarslinje når mikroorganismer ikke blir drept av pasientens immunsystem siden salmonellose normalt er selvbegrensende og ikke krever bruk av antibiotika. Hovedproblemet er når dette mislykkes og bakteriene blir invasive. "

Et annet poeng som vakte forskernes oppmerksomhet var forskjellen mellom stammenes motstand over den 30-årige prøvetakingsperioden. "Prøvene til S. Typhimurium samlet på midten av 1990-tallet viste mer resistens mot antibiotika enn prøver fra senere år. Dette kan forklares med fremveksten på begynnelsen av 1990 -tallet av serovaren S. Enteritidis , som siden har blitt en av hovedårsakene til salmonellainfeksjon, "Sa Seribelli.

S. Enteritidis har vært kjent siden 1950 -tallet, men en stund, det forårsaket færre tilfeller av sykdommen. Dette ble radikalt endret av S. Enteritidis pandemi, som begynte på slutten av 1980 -tallet og begynnelsen av 1990 -tallet i Europa og deretter spredte seg rundt om i verden.

"Siden da, S. Enteritidis har vært en av de mest utbredte serovarene i Brasil og over hele verden. Som et resultat, det er en serovar som også kan bekjempes med antibiotika om nødvendig, "Sa Seribelli.

I følge Almeida, S. Typhimurium forblir en av de viktigste serovarene som er isolert fra mennesker, dyr og mat i Brasil og over hele verden.

Fra og med S. Enteritidis pandemi på midten av 1990-tallet, Antallet resistente stammer gikk tilsynelatende ned sammenlignet med antallet som var vanlig før 1990 -tallet, men om virulensen til disse stammene økte for å tillate dem å tilpasse seg denne nye nisjen er ukjent.

"Hovedfunnet i denne forskningen er oppdagelsen av et stort antall resistensgener i prøvene, med tanke på at de var isolert fra mennesker og mat. Dette peker på den svært betydelige risikoen for forurensning i Brasil i dag fra mat som inneholder stammer av Salmonella som er resistente mot antimikrobielle midler, "Sa Almeida.

• Spyttbasert RNA-test kan forbedre evnen til å identifisere barn med ASD nøyaktig
• Brystmelk og spyttblandinger regulerer det orale mikrobiomet hos nyfødte babyer