Ученые нашли способ снизить накопление устойчивости к антибиотикам в водных путях

Исследователи разработали быстрый новый метод, который может помочь снизить проблему роста устойчивости к антибиотикам через системы сточных вод.

Около 70% антибиотиков, которые мы принимаем в качестве лекарств, попадает в окружающую среду через следовые остатки, выделяемые пациентами, и неправильную утилизацию лекарств. Бактерии также присутствуют в этих сточных водах, и при воздействии антибиотиков они могут развивать устойчивость в этих средах. Это может означать повышенную угрозу для здоровья человека, если устойчивые бактерии попадут и колонизируют кишечник, например, при заглатывании воды во время плавания. Бактерии могут затем передать устойчивость бактериям, ассоциированным с человеком, что означает, что антибиотики с меньшей вероятностью будут работать, когда они необходимы.

Предыдущие исследования команды из Университета Эксетера и AstraZeneca указывали на необходимость введения безопасных порогов для концентрации антибиотиков, сбрасываемых в канализацию и другие системы сточных вод.

Теперь, в исследовании, опубликованном в Environmental Health Perspectives и финансируемом Советом по исследованиям природной среды, Советом по биотехнологическим и биологическим исследованиям и AstraZeneca, команда разработала способ решения проблемы. Они создали быстрый и экономичный метод для прогнозирования самой низкой концентрации антибиотика, которая увеличивает устойчивость. Этот метод открывает путь к расчету того, какой уровень антибиотиков безопасно сбрасывать в сточные воды, чтобы минимизировать влияние на рост устойчивости к антибиотикам. Метод также можно использовать для оценки воздействия комбинаций химических веществ и антибиотиков.

Всемирная организация здравоохранения признает устойчивость к антибиотикам одной из величайших угроз здоровью нашего времени. К 2050 году до 10 миллионов смертей ежегодно могут быть вызваны тем, что антибиотики и другие противомикробные препараты больше не работают для лечения распространенных заболеваний, включая инфекции дыхательных путей, мочеполовой системы и ИППП. Угроза устойчивости также может увеличить риск заражения после базовых хирургических процедур.

Доктор Эйми Мюррей из Университета Эксетера, руководившая исследованием, сказала: «В рамках глобальной борьбы за предотвращение миллионов смертей из-за неэффективности антибиотиков нам срочно необходимо уменьшить накопление устойчивости в нашей природной среде. В настоящее время руководства по оценке экологического риска не требуют проведения тестов, измеряющих рост устойчивости к противомикробным препаратам при попадании антибиотиков в окружающую среду. Наше исследование предоставляет данные, которые могут лечь в основу безопасных пределов, способ быстрого получения этих данных, и может предоставить доказательства для информирования решений о безопасных уровнях антибиотиков в окружающей среде».

Метод извлекает бактерии из сточных вод и подвергает их воздействию многих различных концентраций антибиотиков. Когда бактерии активно растут и делятся в этих условиях, метод находит самую низкую концентрацию антибиотика, которая снижает рост по сравнению с ситуацией, когда антибиотик отсутствует. Команда показывает, что это очень похоже на самую низкую концентрацию антибиотика, которая увеличивает количество ключевых генов устойчивости к антибиотикам, что означает, что новый метод может дать тот же результат за значительно меньшее время, с использованием меньших ресурсов, специализированного оборудования и техник.

Исследовательская группа проверила метод с помощью этих более сложных и ранее опубликованных экспериментальных методов и создала самый большой доступный экспериментальный набор данных о самых низких концентрациях антибиотиков, способствующих развитию устойчивости, с использованием единого метода.

Исследовательская группа также использовала новый метод, названный SELECT, на ряде часто назначаемых антибиотиков и выявила, какие из них представляют наибольший риск развития устойчивости в окружающей среде.

Профессор Уилл Гейз из Университета Эксетера курирует исследовательскую программу. Он сказал: «Наши результаты показывают, что антибиотик ципрофлоксацин представляет наиболее значительный риск развития устойчивости к противомикробным препаратам в окружающей среде, что подтверждает его включение в текущий «Список наблюдения» Рамочной директивы по водной политике. Наши данные также указывают на то, что триметоприм, цефотаксим и азитромицин представляют риск увеличения уровней устойчивости к противомикробным препаратам в наиболее подверженных воздействию средах».

Профессор Джейсон Снейп, глобальный руководитель отдела окружающей среды в AstraZeneca, сказал: «Существует четкая экологическая составляющая устойчивости к противомикробным препаратам, и крайне важно, чтобы у нас были инструменты для определения безопасных концентраций в окружающей среде, от производства антибиотиков до их использования пациентами. Наши существующие инструменты защищают дикую природу, в частности первичную продуктивность (фиксацию углекислого газа водорослями и цианобактериями), но они не учитывают потенциал для отбора или обогащения устойчивости. Тест SELECT предлагает нам эту возможность».