Новые подробности карты устойчивости к антимикробным препаратам
Исследователи из Национального пищевого института DTU с 2016 года используют мониторинг сточных вод как эффективный и недорогой инструмент для отслеживания инфекционных заболеваний и устойчивости к антимикробным препаратам.
Проанализировав 757 образцов сточных вод из 243 городов в 101 стране, собранных с 2016 по 2019 год, учёные создали детальную карту распространения генов устойчивости. Результаты метагеномного исследования, опубликованные в Nature Communications, удивили научную группу.
Исследование показало, что гены устойчивости обнаружены во множестве различных генетических контекстов и типах бактерий, что указывает на более масштабную передачу, чем ожидалось.
«Мы нашли схожие гены устойчивости в сильно различающихся типах бактерий. Это похоже на то, как если бы совершенно разные виды животных могли производить общее потомство», — объясняет доцент Патрик Мунк.
Особую опасность представляет попадание генов устойчивости в бактерии, важные для здоровья человека (например, сальмонеллу), что может сделать инфекции неизлечимыми.
Методология: сложная головоломка
Исследователи использовали одну из самых полных в мире баз данных по резистентности, содержащую 3 134 известных гена. Из образцов сточных вод выделяли коллективную ДНК всех бактерий, секвенировали её и с помощью суперкомпьютера сопоставляли полученные последовательности с известными генами. Это позволило установить, в каких бактериях и генетических окружениях находятся гены устойчивости.
«Горячие точки» передачи генов
В ряде регионов Африки к югу от Сахары один и тот же ген устойчивости был найден во многих разных бактериях.
«Мы интерпретируем это как признак того, что мы, возможно, находимся довольно близко к "горячей точке" передачи, где ген переходит от одной бактерии к другой и к третьей», — поясняет Патрик Мунк.
Во многих странах этого региона программы мониторинга резистентности развиты слабее всего, что создаёт пробел в данных.
«Прямо сейчас у нас огромные знания о том, как резистентность ведёт себя на Западе, и на основе этих знаний мы планируем борьбу с ней. Оказывается, в новых локациях гены устойчивости могут вести себя совершенно иначе. Поэтому методы борьбы также должны быть скорректированы и адаптированы к местным условиям».
Будущее проекта и повторное использование данных
Глобальный проект по мониторингу сточных вод, поддержанный Фондом Novo Nordisk и исследовательским проектом VEO, завершается в 2023 году. Исследователи надеются на появление проекта-преемника.
В отличие от данных традиционных методов, сырые данные метагеномных исследований можно использовать повторно. Весь набор данных проекта находится в свободном доступе и уже использовался для обнаружения новых вирусов и анализа этнического состава популяций. В будущем, по мере открытия новых генов устойчивости, учёные смогут быстро установить, где они впервые появились и как распространялись.