مطالعه نشان می دهد که ژن های جدید مقاوم به آنتی بیوتیک در باکتری ها تقریبا در همه محیط ها وجود دارد

ژن‌هایی که باکتری‌ها را در برابر آنتی‌بیوتیک‌ها مقاوم می‌کنند، در محیط ما بسیار گسترده‌تر از آن چیزی هستند که قبلاً تصور می‌شد. یک مطالعه جدید از دانشگاه صنعتی چالمرز و دانشگاه گوتنبرگ در سوئد نشان می‌دهد که باکتری‌ها در تقریباً همه محیط‌ها حامل ژن‌های مقاومت هستند و خطر گسترش آنها و تشدید مشکل عفونت‌های باکتریایی که با آنتی‌بیوتیک‌ها قابل درمان نیستند، وجود دارد.

ما ژن‌های مقاومت جدیدی را در مکان‌هایی شناسایی کرده‌ایم که تاکنون شناسایی نشده‌اند. این ژن ها می توانند تهدیدی نادیده گرفته برای سلامت انسان باشند.”

اریک کریستیانسون، استاد گروه علوم ریاضی

به گفته سازمان بهداشت جهانی (WHO)، مقاومت آنتی بیوتیکی یکی از بزرگترین تهدیدات برای سلامت جهانی است. هنگامی که باکتری ها به آنتی بیوتیک ها مقاوم می شوند، درمان بیماری هایی مانند ذات الریه، عفونت زخم، سل و عفونت های دستگاه ادراری دشوار یا غیرممکن می شود. بر اساس گزارش گروه هماهنگی بین سازمانی سازمان ملل در مورد مقاومت ضد میکروبی (IACG) سالانه 700000 نفر بر اثر عفونت های ناشی از باکتری های مقاوم به آنتی بیوتیک جان خود را از دست می دهند.

به دنبال ژن های مقاومت در محیط های جدید

ژن‌هایی که باکتری‌ها را مقاوم می‌کنند مدت‌هاست مورد مطالعه قرار گرفته‌اند، اما به‌طور سنتی تمرکز بر شناسایی ژن‌های مقاومتی است که در باکتری‌های بیماری‌زا رایج هستند. در عوض، در مطالعه جدید از سوئد، محققان مقادیر زیادی از توالی‌های DNA از باکتری‌ها را بررسی کرده‌اند تا اشکال جدیدی از ژن‌های مقاومت را تجزیه و تحلیل کنند تا بفهمند چقدر رایج هستند. آنها ژن ها را در هزاران نمونه مختلف باکتری از محیط های مختلف، در داخل و روی افراد، در خاک و از کارخانه های تصفیه فاضلاب ردیابی کرده اند. این مطالعه در مجموع 630 میلیارد توالی DNA را تجزیه و تحلیل کرد.

خوان ایندا دیاز، دانشجوی دکترا در دپارتمان علوم ریاضی و می‌گوید: “داده‌ها نیاز به پردازش زیادی قبل از دستیابی به اطلاعات دارند. ما از متاژنومیکس، روشی استفاده کرده‌ایم که امکان تجزیه و تحلیل داده‌ها را فراهم می‌کند.” نویسنده اصلی مقاله

این مطالعه نشان داد که ژن‌های جدید مقاوم به آنتی‌بیوتیک تقریباً در همه محیط‌ها در باکتری‌ها وجود دارد. این همچنین شامل میکروبیوم‌های ما – ژن‌های باکتری‌های موجود در افراد و روی افراد – و نگران‌کننده‌تر، باکتری‌های بیماری‌زا است که می‌تواند منجر به عفونت‌های بیشتری شود که درمان آنها دشوار است. محققان دریافتند که ژن‌های مقاومت در باکتری‌هایی که روی انسان و در محیط زندگی می‌کنند ده برابر بیشتر از ژن‌های شناخته شده قبلی است. و از ژن‌های مقاومت موجود در باکتری‌های موجود در میکروبیوم انسان، 75 درصد قبلاً اصلاً شناخته شده نبودند.

محققان بر نیاز به دانش بیشتر در مورد مشکل مقاومت آنتی بیوتیکی تاکید می کنند.

“قبل از این مطالعه، هیچ دانشی در مورد بروز این ژن های مقاومت جدید وجود نداشت. مقاومت آنتی بیوتیکی یک مشکل پیچیده است و مطالعه ما نشان می دهد که ما باید درک خود را از ایجاد مقاومت در باکتری ها و ژن های مقاومت افزایش دهیم. کریستیانسون می‌گوید که می‌تواند تهدیدی در آینده باشد.

به امید جلوگیری از شیوع باکتری در بخش مراقبت های بهداشتی

تیم تحقیقاتی در حال حاضر روی ادغام داده‌های جدید در پروژه بین‌المللی EMBARK (ایجاد یک خط پایه نظارتی برای مقاومت آنتی‌بیوتیکی در محیط‌های کلیدی) کار می‌کنند. این پروژه توسط Johan Bengtsson-Palme، استادیار دپارتمان علوم زیستی در Chalmers هماهنگ شده است و هدف آن برداشتن نمونه از منابعی مانند فاضلاب، خاک و حیوانات است تا ایده ای از راه گسترش مقاومت آنتی بیوتیکی بین آنها بدست آید. انسان و محیط زیست

“ضروری است که اشکال جدید ژن های مقاومت در ارزیابی خطرات مربوط به مقاومت آنتی بیوتیکی در نظر گرفته شود. استفاده از تکنیک هایی که ما توسعه داده ایم ما را قادر می سازد تا این ژن های مقاومت جدید را در محیط نظارت کنیم، به امید اینکه بتوانیم آنها را در محیط شناسایی کنیم. Bengtsson-Palme می گوید: باکتری های بیماری زا قبل از اینکه بتوانند در یک محیط مراقبت های بهداشتی باعث شیوع بیماری شوند.

بیشتر در مورد مطالعه

محققان از DNA دو پایگاه داده عمومی استفاده کردند. اولین پایگاه داده، ResFinder، حاوی چند هزار ژن مقاوم در برابر آنتی‌بیوتیک در باکتری‌ها است. محققان این ژن‌ها را با تعداد زیادی ژن مقاومت جدید که از طریق تجزیه و تحلیل DNA باکتری‌ها پیدا کرده بودند، گسترش دادند. ژن مقاومت شناخته شده و جدید در مجموع بالغ بر 20000 بود.

پایگاه داده دوم، MGnify، حاوی مقادیر زیادی از DNA باکتریایی از منابع مختلف مانند باکتری‌های ساکن روی و درون افراد، در تصفیه خانه‌های فاضلاب و از خاک و آب است. اینها برای بررسی میزان مشترک بودن ژن‌های مقاومت مختلف در DNA باکتری مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. این مطالعه در مجموع 630 میلیارد توالی DNA را تجزیه و تحلیل کرد و نتایج نشان داد که ژن های مقاومت تقریباً در همه محیط ها وجود دارند. قبل از این مطالعه، هیچ اطلاعی در مورد بروز این ژن های مقاومت جدید وجود نداشت.

روش استفاده شده توسط محققان متاژنومیکس نامیده می شود و جدید نیست، اما تاکنون برای تجزیه و تحلیل انواع جدیدی از ژن های مقاوم به آنتی بیوتیک در این مقادیر زیاد استفاده نشده است. متاژنومیکس روشی برای مطالعه متاژنوم است که مجموعه ژنی کامل همه موجودات مختلف در یک نمونه معین یا در یک محیط معین است. با استفاده از این روش، می‌توان میکروارگانیسم‌هایی را که نمی‌توان در آزمایشگاه رشد داد، مطالعه کرد.

مطالعه ژن های مقاومت آنتی بیوتیکی نهفته در میکروبیوم های انسان، حیوان و محیط فراوان، متنوع و متحرک هستند. در مجله Microbiome منتشر شده است.

این مطالعه توسط Juan Salvador Inda-Díaz، David Lund، Marcos Parras-Moltó، Anna Johnning، Johan Bengtsson-Palme و Erik Kristiansson انجام شده است. محققان در دانشگاه فناوری چالمرز، دانشگاه گوتنبرگ و مرکز فراونهوفر-چالمرز در سوئد کار می کنند.