Utilizarea ionoforelor în agricultură favorizează răspândirea globală a genelor de rezistență la antibiotice

Un studiu publicat în revista mSphere a analizat distribuția globală a genelor de rezistență la ionofore, narA și narB, și asocierea lor genetică cu gene de rezistență la antibiotice importante în medicina umană. Cercetătorii au identificat peste 2.400 de izolate bacteriene care conțin aceste gene, subliniind riscul major de co-selecție a rezistenței la antibiotice prin utilizarea ionoforelor în ferme.
Ionoforele sunt antibiotice folosite în mod predominant în creșterea animalelor, în special pentru prevenirea coccidiozei la păsări și pentru stimularea creșterii la bovine și porcine. În anul 2022, ele au reprezentat aproximativ 37% din totalul antibioticelor utilizate la animalele de producție alimentară din Statele Unite, cu peste 4,2 milioane de kilograme vândute.

Din cauza toxicității lor la om, ionoforele nu sunt utilizate în medicina umană, fiind considerate cu risc scăzut de contribuție la rezistența antimicrobiană umană și reglementate mai puțin strict decât alte antibiotice. Totuși, cercetări recente au atras atenția asupra posibilității ca ionoforele să favorizeze indirect rezistența la antibiotice prin co-selecție genetică, când genele de rezistență la ionofore sunt localizate împreună cu gene de rezistență la antibiotice importante, pe același plasmid sau în același genom bacterian.

În mod particular, operonul narAB din Enterococcus faecium este cunoscut pentru rezistența la mai multe ionofore și a fost identificat anterior pe plasmide care conțin și gene de rezistență la vancomicină, eritromicină și tetraciclină.

Despre studiu

Studiul a folosit un set de date publice globale pentru a evalua răspândirea genelor narA și narB și legătura lor cu rezistența la antibiotice cu importanță medicală. Cercetătorii au căutat genomuri bacteriene care conțin narA și au reținut doar acele izolate care conțineau și narB, rezultând 2.442 de genomuri eligibile.

Au fost colectate date despre:

• Specia bacteriană (predominant Enterococcus faecalis și E. faecium)
• Organismul gazdă (oameni, păsări, porcine, bovine)
• Țara de proveniență (51 de țări)
• Genele și mutațiile de rezistență asociate

Analiza a inclus estimarea numărului mediu de gene și mutații de rezistență per genom (8,26 gene și 2,13 mutații) și evaluarea asocierilor statistice dintre narAB și genele de rezistență la antibiotice de interes medical major.

De asemenea, cercetătorii au realizat hărți și grafice pentru a vizualiza distribuția geografică și distribuția pe specii bacteriene și gazde.

Rezultate

Studiul a constatat că genele narAB sunt răspândite la nivel global, fiind identificate în izolate provenind de pe toate continentele, cu excepția Antarcticii.

Peste 500 de izolate proveneau de la oameni, contestând ipoteza că aceste gene ar fi limitate la mediile agricole.

Cele mai frecvente gene de rezistență asociate cu narAB au inclus:

• ermB (rezistență la eritromicină)
• tet(M) (rezistență la tetraciclină)
• aac(6′)-I (rezistență la aminoglicozide)

Au fost identificate mutații asociate rezistenței la medicamente de ultimă linie, precum daptomicina (liaR E75K) și ampicilina (pbp5 E629V).

Analiza statistică a relevat:

• În Enterococcus faecalis, 13 gene de rezistență (inclusiv toate genele din clusterul vanA, asociate rezistenței la vancomicină) au prezentat asocieri pozitive puternice cu narAB.
• În Enterococcus faecium, 11 gene și 4 mutații au fost semnificativ asociate cu narAB.

Aceste date sugerează că co-selecția genetică prin utilizarea ionoforelor contribuie la menținerea și răspândirea rezistenței la antibiotice importante pentru om.

Concluzii

Studiul a fost susținut financiar de Perdue Farms și de un grant guvernamental canadian, demonstrând că parteneriatele public-privat pot sprijini cercetarea critică în domeniul rezistenței antimicrobiene.

Rezultatele contrazic presupunerea conform căreia utilizarea ionoforelor în creșterea animalelor nu reprezintă un risc pentru sănătatea umană. Detectarea largă a genelor narAB în izolate bacteriene din întreaga lume și asocierea lor constantă cu genele de rezistență la antibiotice de importanță critică evidențiază un mecanism de co-selecție cu implicații grave.

Studiul subliniază că reglementarea utilizării ionoforelor trebuie reevaluată și că chiar și antibioticele care nu sunt utilizate în medicina umană pot contribui semnificativ la criza globală a rezistenței antimicrobiene.