Oporność na antybiotyki

Rozmowa z prof. ucz., dr hab. Magdaleną Popowską z Uniwersytetu Warszawskiego na temat projektu „Ograniczenie transferu oporności na antybiotyki do łańcucha pokarmowego – INART”.

Pani Profesor jak można zdefiniować projekt?

– Tematyka tego projektu dotyczy problemu oporności na antybiotyki bakterii występujących w środowisku takim jak gleba, odchody zwierzęce (obornik): świńskie i drobiowe. Obornik, jest ponownie wykorzystywany jako nawóz pod uprawy i jest stwierdzonym źródłem bakterii opornych na antybiotyki a wśród nich również bakterii patogennych dla ludzi i zwierząt. Poprzez zastosowanie obornika na pola uprawne bez odpowiedniego przetworzenia jest on źródłem bakterii opornych na antybiotyki czyli źródłem AMR (oporności na środki przeciwdrobnoustrojowe,) która może rozprzestrzeniać się w glebie, a następnie przenosić się na płody rolne.

 Projekt zakłada zbadanie jakie bakterie oporne na antybiotyki występują w oborniku a w tym bakterie patogenne o znaczeniu klinicznym, a następnie badania będą skupiały się na różnych metodach obróbki obornika, które doprowadzą do całkowitego usunięcia lub redukcji zawartych w nim bakterii opornych na antybiotyki. W konsekwencji, może się to przyczynić do zmniejszenia rozprzestrzeniania się AMR w środowisku glebowym a tym samym do wyeliminowania ryzyka zanieczyszczenia płodów rolnych bakteriami należącymi do tzw. „priorytetowych patogenów” opornych na antybiotyki, które stanowią największe zagrożenie dla zdrowia ludzkiego (WHO, 2017).

Czym są patogeny AMR?

– AMR (AMR, ang. antimicrobial resistance) oznacza – oporności na środki przeciwdrobnoustrojowe czyli antybiotyki i chemioterapeutyki stosowane w medycynie i weterynarii. Oporność na środki przeciwdrobnoustrojowe bakterii polega na tym, że bakterie oporne nie są wrażliwe na żadną dawkę podanego antybiotyku co oznacza, że nie można zabić takich bakterii opornych, tym samym jeżeli dojdzie do infekcji/zakażenia i rozwoju jednostki chorobowej to może się okazać, że nie ma czym leczyć danego pacjenta, ponieważ bakterie, które wywołały infekcję są oporne na antybiotyki stosowane standardowo w terapii. Obecnie stosowane jako środki przeciwdrobnoustrojowe skierowane przeciwko bakteriom są antybiotyki należące do 22 klas, w każdej klasie jest jeden lub więcej typów antybiotyków. 

Dlaczego przede wszystkim projekt ma koncentrować się na oborniku z ferm kurzych i hodowli świń?

– Wiadomo, że obornik jest świetnym nawozem naturalnym, ponieważ jest bogaty w związki organiczne, z których w wyniku procesów metabolicznych wielu pożytecznych bakterii glebowych powstaje próchnica – niezbędna do osiągnięcia wysokich plonów i zapewniająca ‘odporność’ gleby na suszę. Jednocześnie obornik jest źródłem wielu makro- i mikro-elementów jak: azot, fosfor, potas, mangan, wapń niezbędnych do prawidłowego rozwoju płodów rolnych. Zamiast używać tak dużo syntetycznych nawozów mineralnych, można stosować nawozy naturalne, ale trzeba zadbać o ich bezpieczeństwo – czyli wprowadzić strategię/metodę obróbki odchodów zwierzęcych, co jest jednym z celów badawczych projektu INART.

Co powoduje obróbka obornika?

– Obróbka obornika wyeliminuje całkowicie lub zredukuje liczbę i różnorodność bakterii patogennych na antybiotyki, w tym również tych istotnych klinicznie, czyli wywołujących infekcje i należących do „priorytetowych patogenów” opornych na antybiotyki (WHO, 2017). Czas życia bakterii patogennych w glebie wynosi od kilku dni do 10 lat, na roślinach od kilku dni do jednego roku. Poza tym, wiemy że w odchodach zwierzęcych oprócz bakterii opornych na antybiotyki znajdują się duże ilości antybiotyków. Tylko 20% antybiotyków stosowanych w rolnictwie jest wykorzystywanych w celach terapeutycznych, natomiast aż 80% w celach profilaktycznych oraz w celu zwiększenia wzrostu zwierząt. Antybiotyki po ich konsumpcji nie są całkowicie degradowane w procesie trawienia.  Od 5% do 90% spożytych antybiotyków jest wydalana do środowiska w niezmienionej, aktywnej postaci z odchodami i moczem.

Można wyeliminować lub ograniczyć przenoszenie oporności  na środki przeciwdrobnoustrojowe wśród patogenów?

– Jedną z głównych przyczyn rozprzestrzeniania się oporności  na środki przeciwdrobnoustrojowe wśród bakterii, w tym patogennych jest obecność antybiotyków w środowisku. Do środowiska antybiotyki dostają się z różnych źródeł, m.in. z odchodów zwierzęcych, ze ścieków komunalnych i pochodzących ze szpitali, firm farmaceutycznych, z produkcji rolnej i zwierzęcej. Oporność na antybiotyki jest związana ze specyficznymi genami oporności. Geny te kodują różne białka w tym enzymy, dzięki którym dana bakteria staje się oporna. Komórka bakteryjna ma rozmiar ok. 2-4 mikrometrów, więc dla takiego mikroorganizmu produkcja dodatkowych białek to bardzo duże obciążenie. Zgodnie z jednym z założeń teorii Darwina „przeżyją najlepiej przystosowani”, bakteria musi nabyć te geny oporności i produkować te białka jeżeli żyje w środowisku, w którym występują antybiotyki, ponieważ inaczej zaginie. Dlatego konieczne jest wprowadzenie odpowiednich strategii pozwalających na ograniczenie stosowania antybiotyków w rolnictwie, weterynarii i w medycynie poza leczeniem szpitalnym oraz wprowadzenie wydajnych metod oczyszczania ścieków z materiału biologicznego.

Projekt międzynarodowy. Konkurs Joint Programming Initiative on Microbial Resistance „JPI AMR CALL 2017” finansowany z funduszy Horizon w ramach programu finasowania badań naukowych i innowacji Unii Europejskiej. UMO- 2017/25/Z/NZ7/03026

Sebastian Wach