Роль воды в распространении устойчивости к антибиотикам в Африке

Широкий доступ к антибиотикам, их неправильное и чрезмерное использование ускорили появление устойчивых к ним бактерий во всем мире.

Новое исследование предполагает, что динамика поверхностных вод является ключевым фактором этой растущей глобальной проблемы.

Исследователи из Виргинского политехнического института (Virginia Tech) Кэтлин Александер и Клэр Сандерсон вместе с коллегами из других университетов изучили роль реки Чобе — единственного постоянного источника поверхностных вод на севере Ботсваны — в возникновении и распространении антибиотикорезистентности.

Уникальная полевая площадка Александр в Ботсване включает национальный парк Чобе (крупнейшая популяция африканских слонов) и два городских поселения. При этом в районе отсутствуют коммерческое сельское хозяйство и крупные медицинские учреждения, которые считаются основными источниками устойчивости к антибиотикам.

Результаты, опубликованные в Frontiers in Microbiology, показывают, что факторы, не связанные с промышленным сельским хозяйством и медициной, могут значительно влиять на глобальное распространение антибиотикорезистентности.

Команда провела тестирование поверхностных вод на трансектах вдоль реки Чобе: от охраняемой территории национального парка через город Касане до района Казунгула со смешанным землепользованием (подсобное хозяйство, коридоры для диких животных, поселения людей).

Район имеет ярко выраженный влажный (ноябрь–март) и сухой (апрель–октябрь) сезоны и подвержен влиянию сезонных паводков, приносящих воду с нагорий Анголы за тысячи километров.

«В Ботсване у нас уникальная площадка без коммерческих сельхозпредприятий и крупных медучреждений, но мы всё равно обнаружили широко распространённую устойчивость к антибиотикам в поверхностных водах, как в охраняемых, так и в городских ландшафтах. Причём профили устойчивости в воде совпадают с таковыми у дикой природы и людей, использующих этот водный ресурс», — говорит Клэр Сандерсон, ведущий автор исследования.

Кэтлин Александер подчеркивает, что вода — это критически важный связующий элемент всех факторов, способствующих развитию устойчивости в регионе Чобе: «Вода — это ресурс, который соединяет всех и всё в ландшафте. Она объединяет все связи и факторы: животные, люди и окружающая среда».

Исследование показало, что тип землепользования и сезон являются статистически значимыми предикторами наличия устойчивых бактерий в поверхностных водах. В влажный сезон средний уровень устойчивости был выше, чем в сухой. Наибольшая устойчивость изолятов бактерий из воды была зафиксирована в городе Касане, тогда как в национальном парке Чобе и районе Казунгула показатели были значительно ниже.

Предыдущее исследование Александр на той же площадке, измерявшее уровень устойчивости в фекалиях животных, показало:

• У животных, не связанных с водой (слон, буйвол, жираф и др.), устойчивость к антибиотикам была низкой или отсутствовала.
• У водоассоциированной дикой природы (бегемот, крокодил, выдра, водяной козёл) уровни устойчивости были выше.

Это указывает, что продолжительность пребывания в воде и/или потребление водной растительности могут играть ключевую роль.

«Сейчас устойчивость к антибиотикам изучают как моментальный снимок, но она меняется в пространстве и времени. Нам нужны исследования, которые учитывают эти изменения и углубляют наше понимание экологических взаимодействий между людьми, животными и ландшафтом», — отмечает Александер.

Понимание проблемы особенно важно для этого региона Ботсваны, где фиксируются одни из самых высоких в регионе показателей по ВИЧ и туберкулёзу.

Одно из перспективных направлений будущих исследований — использование местных видов дикой природы, например, полосатого мангуста, в качестве системы эпиднадзора для мониторинга изменений в уровне антибиотикорезистентности. Эти животные живут в тесном соседстве с людьми, а устойчивость, как показано, распространяется между водой, людьми и дикой природой.

Авторы подчёркивают, что для понимания причин и факторов возникновения и распространения устойчивых бактерий необходимо всесторонне изучать взаимодействие экологических факторов, влияния человека и моделей использования водных ресурсов людьми и дикой природой.