Исследование профессора Университета Клемсона задокументировало перенос устойчивости к антибиотикам у людей к видам животных.
Исследователь из Колледжа естественных наук Винсент Ричардс недавно опубликовал результаты, привлекающие внимание к обратному зоонозу, или переносу патогенов от людей к животным.
Каждый год десятки тысяч американцев заболевают различными заболеваниями, передаваемыми от животных. Эти инфекции, известные как зоонозные заболевания, передаются через пищу, воду или при прямом контакте с животными. К ним относятся сальмонелла, кишечная палочка, сибирская язва и болезнь кошачьих царапин, и это лишь некоторые из них.
В то время как Центры по контролю за заболеваниями США и другие агентства здравоохранения следят за болезнями, передающимися от животных к человеку, знаний об обратном зоонозе не хватает.
По словам Ричардса, люди приобрели гены устойчивости к антибиотикам, скорее всего, в результате чрезмерного использования и злоупотребления антибиотиками, отпускаемыми по рецепту.
«Я обнаружил реальные случаи передачи этих генов устойчивости к антибиотикам от людей домашнему скоту, животным-компаньонам и диким животным», - сказал Ричардс, который предполагает, что генетический материал передавался при обращении с животными или через стоки сточных вод.
Ричардс сообщил об этих выводах в статье под названием «Интрогрессия популяционных генов и высокая пластичность генома зоонозного патогена Streptococcus agalactiae», которая была недавно опубликована в журнале Molecular Biology and Evolution.
В ходе исследования он и его сотрудники проанализировали глобальный набор из 901 последовательности генома бактерии Streptococcus agalactiae (также известной как стрептококк группы B) из девяти различных видов-хозяев - людей, коров, собак, рыб, лягушек, серые тюлени, дельфины, козы и верблюд - чтобы лучше понять процесс передачи. Streptococcus agalactiae может вызывать опасные для жизни заболевания, такие как менингит, пневмония и сепсис у новорожденных. Кроме того, эта бактерия является основной причиной мастита крупного рогатого скота, воспалительного заболевания, ограничивающего производство молока у молочных коров.
«Одна из вещей, которая делает бактерии такими интересными, - это их широкий спектр хозяев», - сказал Ричардс, доцент кафедры биологических наук. «Он заражает не только людей и коров, он заражает целый ряд наземных и водных млекопитающих, рептилий и амфибий, а также рыб. Он имеет довольно широкий таксономический диапазон для бактерий».
В рамках анализа Ричардс сгруппировал гены в основные и необязательные категории. Основные гены являются общими для всех геномов, в то время как необязательные гены появляются только в геномах некоторых видов. Вместе основные и запасные гены составляют пангеном (полный набор генов всех штаммов вида).
Классифицируя гены как основные или необязательные, Ричардс с удивлением обнаружил, что только около 10 процентов пангенома являются основными, а 90 процентов необязательными.
Примечательно, что исследование показало, как высокая пластичность бактериального генома может создавать обширный и в то же время сильно разделенный пангеном, что, в свою очередь, способствует дальнейшему расширению пангенома. Пластичность позволяет бактериям быстро адаптировать свою ДНК, чтобы они могли пережить изменения в окружающей среде. По мере расширения пангенома непрерывная адаптация к разнообразному ландшафту ниш приводит к появлению множества биохимически разнообразных и дивергирующих популяций.
Эта популяционная экспансия может привести к направленному перетоку, демонстрируя, как гены, выбранные в одной нише или хозяине, могут в конечном итоге передаваться в другую.
«У вас есть гены, адаптированные к определенной популяции, которые теперь переносятся в другую популяцию», - сказал Ричардс. «Особый ген устойчивости к антибиотикам, который был отобран в человеческой популяции, теперь передается в популяции животных».
В будущем Ричардс надеется применить геномные методы, используемые в этом исследовании, к исследованиям его группы родственных стрептококковых бактерий, обнаруженных во рту человека. В частности, он хотел бы изучить роль некоторых метаболических генов в развитии кариеса у детей.