Wetenschappers kan nodig zijn om aannames heronderzoeken over de verspreiding van antibiotica-resistente genen, blijkt uit een nieuwe studie door onderzoekers van de
Universiteit van Georgia . Zij vonden dat pluimveemest - een alomtegenwoordige deel uit van grote vleeskuikens operaties - herbergt een veel groter aantal microbiële agentia die verzamelen en te uiten resistentiegenen dan voorheen bekend.
De studie, die vandaag gepubliceerd in de Proceedings van de National Academy of Sciences, blijkt dat afval achtergelaten door kuddes getogen in de industriële stallen is rijk aan genen, integronen dat de verspreiding en de persistentie van clusters van verschillende antibiotica resistentiegenen te bevorderen.
"We waren verbaasd om een veel grotere pool van deze multi-weerstand clustering agenten dan iemand had vermoed vinden", zegt Anne Summers, een microbioloog van UGA, die het onderzoek leidde. "Het vinden van zo'n groot reservoir van integronen legt een langdurige puzzel over de manier waarop clusters van resistentiegenen zich zo snel en volharden in het bacteriële gemeenschappen, zelfs na het gebruik van antibiotica besluit."
Andere auteurs van het papier opgenomen Sobhan Nandi, een postdoctoraal medewerker bij de afdeling UGA van de microbiologie, en John en Charles Maurer Hofacre van de afdeling van aviaire geneeskunde in College UGA's of Veterinary Medicine. Maurer heeft ook een afspraak met het Centrum voor Voedselveiligheid in Griffin.
Resistentie tegen antibiotica is een ernstig en groeiend probleem voor landbouwhuisdieren operaties en de menselijke gezondheid. Gebruik van antibiotica in de behandeling van de ziekte en het verhogen van voerefficiëntie is een gemeenschappelijk deel van de industriële bedrijven voor meer dan een halve eeuw. Wanneer antibiotica-resistente bacteriën begon te zien zijn in ziekenhuizen in de jaren 1950, onderzoekers in eerste instantie geloofde dat eenvoudigweg beperking van het gebruik van antibiotica op de boerderij konden de prevalentie van antibiotica-resistentie bij de mens te verminderen, maar het is niet zo eenvoudig.
"In de afgelopen 30 jaar, hebben we geleerd deze hoop niet realistisch was, omdat we delen zowel pathogene en goedaardige bacteriën met andere mensen en dieren", zei Summers, "en omdat bacteriën overbrengen genen onderling."
In het hart van de multi-resistentie probleem zijn integronen, waarvan wetenschappers tot nu toe uitsluitend hebben gestudeerd in een dergelijke pathogene bacteriën als Salmonella en E. coli. De UGA-team vroeg zich evenwel af: Heeft de pluimvee-productie-omgeving ook de haven integronen dat deze grote clusters van verschillende resistentiegenen monteren?
Om uit te vinden, zij monsters van pluimveemest verzameld uit Georgia vleeskuikenstallen regelmatig over een 13-week periode. Nest begint als een bedding materiaal van naaldhout houtkrullen geplaatst in commerciële vleeskuikenstallen voordat kuikens worden gebracht om het te. Tegen de tijd dat de kudde is geoogst, zijn de houtkrullen vermengd raken met kip uitwerpselen, urinezuur, huid, veren, insecten en kleine ongewervelden. Rijk aan mineralen, is pluimveemest vaak hergebruikt als meststof, onder andere toepassingen.
Wat de onderzoekers ontdekten was opzienbarend: een Integron type, genaamd intl1 (meestal te vinden in E. coli en Salmonella) werd tot 500 keer meer dan overvloedig deze bacteriën zelf werden in het zwerfafval. Een beetje van microbiële speurwerk bleek dat integronen ook worden uitgevoerd door de zogenaamde Gram-positieve bacteriën dat er veel meer overvloedig zijn in het zwerfafval dan de E. coli-type bugs, de zogenaamde Gram-negatieve bacteriën.
"Het feit dat integron genen in de Gram-positieve bacteriën zijn identiek aan die van E. coli geeft aan dat ze actief worden uitgewisseld tussen deze anders niets bacteriën", zei Summers. "Net als intrigerend, integronen en resistentiegenen overvloedig aanwezig waren, ongeacht het gebruik van antibiotica op de boerderijen, wat suggereert dat, eenmaal verworven, integronen zijn inherent stabiel, zelfs zonder een voortdurende blootstelling aan antibiotica."
De studie heeft een aantal belangrijke implicaties zei Summers. De meeste studies van antibioticaresistentie zijn gedaan in het ziekenhuis de instellingen, en tot voor kort, veel minder werk is gedaan naar de echte wereld ecologie van deze systemen die te maken vermenigvuldigen-resistente clusters. Kennis over hoe antibioticaresistenties verspreid van dier op mens is op dit moment schetsmatig, maar omdat mensen en hun huisdieren zijn "gekoloniseerd" door soortgelijke bacteriën, is het redelijk om te denken wij en onze huisdieren ook zo'n multi-resistentie-gen clusters die haven verrijkt als we een antibioticum onszelf of de behandeling van onze huisdieren.
Mensen en dieren hebben miljarden bacteriën in en op hun lichaam te allen tijde, en zelfs als weerstand tegen een enkele antibiotica ontstaat in een paar van hen door mutatie, er zijn nog verschillende andere antibiotica die kunnen elimineren. Maar als bacteriën in dezelfde omgeving al zijn uitgerust met clusters van genen resistentie tegen veel antibiotica en kan gemakkelijk uitwisselen deze clusters, dan is de behandeling opties zijn beperkt.
'Dat is wat we vandaag hebben, en de verrassende overvloed van integronen in de omgeving is een belangrijke vraag waarom we dit probleem hebben ", zei Summers.
De ontdekking leidt nu Summers en haar collega's in de microbiologie en het College of Veterinary Medicine van UGA om te zien of deze resistentie-gen-clustering-systemen aanwezig zijn in niet eerder opgenomen reservoirs bij gezelschapsdieren en mensen. De resultaten zullen veranderen ons begrip van waar de weerstand tegen nieuwe antibiotica te ontwikkelen en hoe snel en hoe ver het zal verspreiden en gevolgen hebben voor alle antibiotica te gebruiken, niet alleen dat in de landbouw.
Het onderzoek werd ondersteund door een subsidie van de National Research Initiative van het Amerikaanse ministerie van Landbouw en mede mogelijk gemaakt door vier anonieme pluimvee, producerende bedrijven die gratis toegang verleend tot hun faciliteiten voor bemonstering.