Учёные выяснили, почему птицефермы становятся рассадником устойчивых к антибиотикам бактерий

Исследователи из Ноттингемского университета приблизились к пониманию того, как бактерии, такие как E. coli и Salmonella enterica, обмениваются генетическим материалом, делающим их устойчивыми к антибиотикам.

Противомикробная резистентность (AMR) — одна из самых серьёзных угроз в мире. Животноводческие фермы, окружающая их среда и продукты животноводства рассматриваются как потенциальные источники резистентных инфекций для животных и людей. Злоупотребление и чрезмерное использование антимикробных препаратов широкого спектра в животноводстве — ключевой фактор роста и распространения AMR.

В новом исследовании, опубликованном в Nature Communications, учёные показали, что разные виды бактерий, сосуществующие в одном микробном сообществе (например, в кишечнике кур), способны обмениваться генетическим материалом, связанным с AMR, и в итоге вырабатывать схожие механизмы устойчивости. Это открытие важно для понимания AMR и создаёт дополнительные сложности для разработки мер контроля и лечения.

Исследование сосредоточено на двух значимых для животноводства бактериях — Escherichia coli и Salmonella enterica. Они демонстрируют высокий уровень лекарственной устойчивости, часто встречаются на фермах, легко передаются человеку и вызывают пищевые отравления.

Методы и результаты исследования

Команда собрала 661 изолят бактерий E. coli и Salmonella от кур и из окружающей среды на 10 китайских птицефермах и в четырёх скотобойнях за 2,5 года. Был проведён масштабный анализ с использованием классической микробиологии, секвенирования ДНК и методов интеллектуального анализа данных на основе машинного обучения.

Это первое исследование такого масштаба, в котором геномное содержание двух видов бактерий охарактеризовано на основе образцов, взятых у одних и тех же животных, в одно время и в реальных условиях (фермы и скотобойни).

Ключевые выводы:

• E. coli и Salmonella enterica, сосуществующие в кишечнике кур (по сравнению с изолированными), обладают большим количеством общего генетического материала, связанного с AMR.
• Они реализуют более схожие механизмы резистентности и метаболизма.
• Вероятно, это результат более интенсивного пути коэволюции.

Значение работы

Ведущий исследователь, доктор Тания Дотторини, отметила: «Понимание того, в какой степени бактерии в одной среде, и, что важно, в одном хозяине, могут коэволюционировать и обмениваться геномом, поможет в разработке более эффективных методов борьбы с AMR».

Она также подчеркнула, что возникновение и распространение AMR в животноводстве — сложное явление, возникающее из сети взаимодействий на разных уровнях. Инвестиции в технологии анализа данных и машинного обучения, способные работать с большими массивами разнородной информации, крайне важны для изучения AMR.

Главный итог: Исследование только отдельных видов бактерий может не дать полной картины механизмов возникновения и распространения AMR в животноводстве, что потенциально ведёт к недооценке угрозы для здоровья человека.