Odporność na antybiotyki rozprzestrzenia się w powietrzu, którym oddychamy, ostrzegamy naukowców

Gęsta mgła przetaczająca się przez most Golden Gate w San Francisco jest synonimem Bay Area. Ale więcej niż emblemat nadmorskiego miasta, mgła może również stanowić ogromną autostradę dla genów, które tworzą niebezpieczne, odporne na antybiotyki „super pluskwy”, ostrzegają naukowcy w badaniu opublikowanym w Nauka o środowisku i technologia. Powstanie super-bakterii poprzez nadpisywanie i niewłaściwe stosowanie antybiotyków jest wystarczająco trudne do kontrolowania, jak jest, ale teraz wygląda na to, że mogą wynurzać się z powietrza.

Alarmujące rozprzestrzenianie się infekcji z super rzeżączki i Staphylococcus aureus pokazuje, jak źle stał się problem bakterii odpornych na antybiotyki. W styczniu Światowa Organizacja Zdrowia odkryła, że ​​500 000 osób w 22 krajach miało infekcje oporne na antybiotyki, które były prawie nieuleczalne. Powodem, dla którego te superbakterie są tak niebezpieczne, jest to, że niosą pewne geny oporności na antybiotyki (ARG), które chronią je przed większością leków.

Zazwyczaj ARG rozprzestrzeniają się, gdy jeden szczęśliwy superbug przeżyje po podaniu leków antybiotykowych, zabija większość jego towarzyszy, pozwalając tym superbugom na rozmnażanie się, tworząc własną kolonię sługusów, które podzielają jego wyższy materiał genetyczny. Jednak zespół odpowiedzialny za nowe badanie odkrył, że w tych ARG mogą rozprzestrzeniać się w inny sposób: mogą stać się samolotowy, podróżując od bakterii do bakterii na całym świecie - tworząc nowe formy superbakterii.

„ARG mogą podróżować drogą powietrzną do odległych regionów lub innych miejsc, w których antybiotyki z drugiej strony są mniej wykorzystywane”, autor badania Maosheng Yao Ph.D. mówi Kolegium Nauk o Środowisku i Inżynierii Uniwersytetu Pekińskiego Odwrotność. „Powszechne bakterie mogą stać się oporne na antybiotyki, gdy przyjmują te ARG”.

ARG z powietrza sprawia, że ​​Yao i jego zespół są nerwowi, ponieważ reprezentują drugą, trudniejszą do opanowania metodę gromadzenia genów bakterii. W przeciwieństwie do zwierząt, które muszą czekać na poród, aby przekazać materiał genetyczny następnemu pokoleniu, bakterie mogą wstrzyknąć wzajemnie z materiałem genetycznym, w tym ARG. Efekty są trwałe, ponieważ geny są kodowane w DNA bakterii biorcy.

Ten proces został wywołany transfer poziomy, co czyni opór powietrzny takim zagrożeniem. Prądy powietrza, które krążą w środowisku miejskim, wirują wokół milionów ludzi każdego dnia, znacznie zwiększając prawdopodobieństwo, że typowe oporne bakterie mogą spotkać antybiotykooporne.

Globetrotting ARG

Ta niepokojąca obserwacja zadała Yao dwa pytania. Jakie miasta na całym świecie są gorącymi punktami turystyki ARG i jak w pierwszej kolejności dostać się w powietrze?

Aby to zbadać, zespół zbadał poziom bakterii w powietrzu z 19 miast, w tym San Francisco, Pekinu i Paryża, wykorzystując szczególnie pomysłową metodę. Wybierano losowo samochody z każdego miasta i pobierano próbki cząstek, które nagromadziły się wewnątrz filtrów AC, które, jak wykazano, wiernie reprezentują cząsteczki w zanieczyszczeniach zewnętrznych. Skrobiąc same filtry, zespół miał mnóstwo próbek do sprawdzenia swoich ARG.

Ich pokaz ujawnił się 30 różne rodzaje ARG, które powodują oporność bakterii na siedem rodzajów antybiotyków.

Pekin, Chiny i Brisbane, Australia znalazły się na szczycie listy miast, które mają najwięcej różnorodność ARG w powietrzu, ale typy ARG w powietrzu różniły się znacznie w zależności od miasta. Na przykład powietrze w Melbourne zawierało wysoki poziom genów unoszących się w powietrzu, które nadawały odporność na leki, takie jak penicylina i niski poziom genów, które nadawały oporność na ciprofaksynę, antybiotyk stosowany w leczeniu duru brzusznego.

Pomijając tę ​​analizę, jedno miasto znalazło się na szczycie listy z najwyższymi stężeniami ARG w powietrzu: San Francisco. Chociaż miasto miało mniej zanieczyszczeń w powietrzu niż miasta gęsto zaludnione, takie jak Pekin, Yao był zaskoczony odkryciem, że Obszar Zatoki ma więcej ARG niż Paryż, Pekin i Singapur i więcej niż 100 razy więcej ARG niż stosunkowo małe miasto Bandung w Indonezji.

„W niektórych miastach o dobrej jakości powietrza wykryliśmy większą liczbę ARG, w tym także ARG, które są dostosowane do odporności na najsilniejsze antybiotyki” - wyjaśnia Yao.

Skąd oni przyszli?

Yao sugeruje, że te geny pochodzą z takich miejsc, jak oczyszczalnie ścieków, szpitale lub zakłady żywienia zwierząt. Ścieki, w szczególności, są często leczone antybiotykami, które, jeśli nie uda im się zabić wszystkich bakterii, mogą doprowadzić ocalałych do ewolucji wielu genów odporności. Wcześniejsze badania wykazały również, że ścieki mogą być w aerozolu - co oznacza, że ​​cząsteczki obecne w wodzie mogą stać się powietrzem.

Niezależnie od tego, co napędza rozprzestrzenianie się oporności na antybiotyki, nadszedł czas, aby go zmniejszyć, napisali naukowcy z University of Exeter Medical School w finansowanej przez przemysł mBio badanie we wtorek. „Jak dotąd wiele wysiłków badawczych zmierzających do rozwiązania tego problemu dotyczyło szpitali i ograniczania przepisywania leków, ale teraz wiemy, że środowisko może odgrywać rolę w tym, jak odporność na antybiotyki może ewoluować i rozprzestrzeniać się” - powiedział naczelny autor William Gaze, Ph.D. „Wszyscy musimy myśleć bardziej holistycznie o ekologicznym gospodarowaniu odpadami, w tym o tym, jak traktujemy ścieki”.

Nawet jeśli geny tych bakterii żyjących w ściekach nie staną się ostatecznie loteryjnymi globtrotami pływającymi w miastach na całym świecie, lepiej będzie, jeśli utrzymamy nasze ścieki pod kontrolą, sugeruje Yao, może to być dobre miejsce na początek. W międzyczasie wyświadcz obywatelom San Francisco przysługę i przestań spłukiwać antybiotyki w toalecie.