Un tip specializat de bifidobacterii contracarează rezistența microbiană timpurie la sugari

Rezistența la antibiotice este determinată de gene specifice numite gene de rezistență la antibiotice (ARGs), care oferă bacteriilor capacitatea de a supraviețui tratamentelor antimicrobiene. Aceste gene sunt omniprezente în natură, însă supraconsumul și utilizarea incorectă a antibioticelor au accelerat expansiunea lor, inclusiv în ecosistemele umane, cum ar fi microbiomul intestinal.

Context: Rezistența microbiană și intestinul sugarilor

Intestinul uman este un rezervor semnificativ de gene de rezistență la antibiotice. Chiar și în primele zile după naștere, sugarii prezintă un nivel surprinzător de ridicat al acestor gene, inclusiv în absența expunerii directe la antibiotice. Această colonizare timpurie este atribuită în parte transmiterii verticale de la mamă și contribuției bacteriilor precum Escherichia coli și Gammaproteobacteria.

Despre studiu

În cadrul cohortei ALADDIN, cercetătorii au analizat 547 de probe fecale colectate longitudinal de la 56 de perechi mamă-copil, de la naștere până la vârsta de 5 ani. S-au utilizat tehnologii de metagenomică shotgun și citometrie în flux pentru cuantificarea absolută a genelor de rezistență la antibiotice și identificarea lor în genomuri bacteriene specifice.

Rezistență în primele luni de viață

• S-au identificat 313 ARGs distincte, cu o abundență relativă maximă între 3 zile și 6 luni, urmată de un declin treptat până la vârsta de 5 ani.
• ARGs relevante clinic (rezistență la carbapeneme, colistină, tigeciclină) au urmat același tipar temporal.
• La 6 luni, s-a înregistrat un vârf în abundența absolută a ARGs (~1,8×10⁶ gene/gram fecale).

Influența modului de naștere

• Nou-născuții născuți vaginal, în special acasă, au avut o încărcătură mai mare de ARGs la 2 și 6 luni comparativ cu cei născuți prin cezariană.
• Nu s-au observat diferențe semnificative în abundența relativă în funcție de expunerea la antibiotice sau alimentație.

Taxonomie și diversitate

• E. coli a fost identificată drept principala sursă de ARGs, având și cel mai mare număr de gene de virulență (în medie 69/genom).
• Alte specii implicate: Klebsiella pneumoniae, Citrobacter freundii, Enterobacter, cu mai puține gene de virulență.
• Diversitatea ARGs a fost maximă la 6 luni, apropiindu-se ulterior de profilul mamelor.

Rolul bifidobacteriilor și al acizilor aromatici lactici

Bacteriile Bifidobacterium infantis și B. longum au prezentat o corelație inversă puternică cu E. coli și ARGs. Aceste tulpini conțin gena aldh, care produce acizi lactici aromatici (ALAs): PLA, 4-OH-PLA și ILA.

Mecanisme și dovezi

• Concentrațiile fecale ale ALAs au fost invers corelate cu abundența E. coli și ARGs la 2 luni.
• Testele in vitro au demonstrat că ALAs la 10 mM inhibă creșterea tulpinilor de E. coli, K. pneumoniae și C. freundii.
• Acțiunea acizilor lactici aromatici este independentă de pH, în contrast cu lactatul și acetatul, care nu au avut efect inhibitor la concentrații similare.

Implicații clinice și strategii preventive

Studiul susține ideea că promovarea colonizării cu bifidobacterii aldh+ în primele luni de viață ar putea reduce încărcătura de ARGs și, implicit, riscul transmiterii genelor de rezistență. Acest lucru s-ar putea realiza:

• prin nașteri vaginale, în special la domiciliu (cu precauții medicale corespunzătoare),
• prin administrarea de probiotice alese strategic (conținând tulpini aldh+),
• sau sinbiotice ce susțin dezvoltarea acestor tulpini în intestinul sugarilor.

Concluzii

Acest studiu aduce dovezi convingătoare că diversitatea și încărcătura genelor de rezistență în intestinul sugarilor sunt puternic influențate de colonizarea microbiană timpurie. Mai mult, metaboliții produși de bifidobacterii pot juca un rol direct în suprimarea speciilor oportuniste bogate în gene de rezistență la antibiotice. Aceste constatări oferă o nouă direcție pentru intervenții non-antibiotice în combaterea rezistenței antimicrobiene.