Более широкий доступ к антибиотикам, а также их неправильное и чрезмерное использование ускорили появление устойчивых к антибиотикам бактерий во всем мире.
Новое исследование показывает, что динамика поверхностных вод является решающим фактором в этой растущей глобальной проблеме со здоровьем.
При финансовой поддержке Национального научного фонда Кэтлин Александер и Клэр Сандерсон из Технологического колледжа природных ресурсов и окружающей среды Вирджинии вместе с исследователями из двух других университетов использовали реку Чобе, единственный постоянный источник поверхностных вод в северной Ботсване., изучить возникновение и распространение устойчивости к антибиотикам.
Уникальное поле Александра в Ботсване включает в себя национальный парк Чобе, где обитает самая большая популяция африканских слонов в мире, а также два поселка. Что еще более важно, в этом месте нет коммерческого сельского хозяйства или крупных медицинских учреждений, которые, как считается, вносят основной вклад в устойчивость к антибиотикам.
Выводы группы, опубликованные в журнале Frontiers in Microbiology, предполагают, что факторы, выходящие за рамки промышленных ферм и медицинских учреждений, могут вносить значительный вклад в глобальную проблему распространения устойчивости к антибиотикам.
Исследовательская группа провела тестирование поверхностных вод на пересеченных участках вдоль реки Чобе от охраняемого ландшафта в национальном парке Чобе через городской город Касане до района смешанного использования Казунгула, который включает земли, используемые для натурального хозяйства, диких животных. коридоры и населенные пункты.
В этом районе наблюдается значительный влажный (ноябрь-март) и сухой (апрель-октябрь) сезоны, и на него сильно влияет паводковая картина, которая приносит дождевые воды с высокогорья Анголы за тысячи миль.
«В борьбе с устойчивостью к антибиотикам участвует множество заинтересованных сторон, но текущие планы действий сосредоточены исключительно на секторах здравоохранения и сельского хозяйства как наиболее важных распространителях устойчивых к антибиотикам бактерий в окружающую среду», - сказал Сандерсон, научный сотрудник. в Департаменте охраны рыб и дикой природы Технологического института Вирджинии и ведущий автор исследования.
В Ботсване у нас есть уникальный исследовательский полигон, где нет ни коммерческих сельскохозяйственных предприятий, ни крупного медицинского учреждения, но мы все же обнаружили широко распространенную устойчивость к антибиотикам в поверхностных водах, охватывающих как охраняемые, так и Кроме того, профили устойчивости к антибиотикам, которые мы наблюдаем в поверхностных водах, соответствуют профилям дикой природы и населения, которые разделяют этот важный водный ресурс», - продолжила она.
Александр, профессор Департамента охраны рыб и дикой природы и член Института наук о жизни Fralin Технологического института Вирджинии, повторил, что вода является критическим связующим звеном для всех факторов, способствующих устойчивости к антибиотикам в регионе Чобе.«Вода - это ресурс, который объединяет всех и вся в ландшафте. Она объединяет все связи и факторы: животных, людей и окружающую среду».
Исследование показало, что как землепользование, так и время года были статистически значимыми предикторами присутствия устойчивых к антибиотикам бактерий в поверхностных водах, при этом сезон дождей приводил к более высокой средней устойчивости к антибиотикам, чем сухой сезон. Карты образцов влажного и засушливого сезонов показали, что бактериальные изоляты в воде имели самую высокую устойчивость к антибиотикам в городе Касане, и значительно более низкие показатели в национальном парке Чобе и районе смешанного землепользования Казунгула..
Предыдущее исследование, проведенное Александрой в ее исследовательском центре в Ботсване, измеряло уровни устойчивости к антибиотикам в образцах фекалий животных, связанных с водой (бегемоты, крокодилы, выдры и водяные козлы) и животных, не связанных с водой (африканский слон, полосатый мангуст, буйвол, капский буйвол, бабуин Чакма, домашний скот, жираф, куду, цесарка, импала, леопард, соболь, пятнистая гиена, верветка и бородавочник).
Исследование показало, что устойчивость к антибиотикам практически отсутствует у травоядных животных, не связанных с водой, но у обитающих в воде диких животных уровень устойчивости к антибиотикам был выше, что указывает на то, что продолжительность времени в воде и/или потребление водная растительность может играть решающую роль.
Александр, более 20 лет занимающийся исследованиями и сбором данных в этой области, подчеркнул, что важно рассматривать вопрос устойчивости к антибиотикам шире.
Сейчас устойчивость к антибиотикам изучается как моментальный снимок, но она меняется в пространстве и во времени, и нам нужны исследования, которые приспосабливаются к этим изменениям и улучшают наше понимание взаимодействий окружающей среды между людьми, животными и ландшафтом, - сказал Александр, соучредитель некоммерческого Центра сохранения африканских ресурсов: животных, сообществ и землепользования (CARACAL) в Ботсване.
Побуждение к пониманию устойчивости к антибиотикам особенно важно в этой части Ботсваны, которая претендует на один из самых высоких уровней заболеваемости ВИЧ и туберкулезом в регионе.«Потребность в дешевых и эффективных антибиотиках для помощи этой уязвимой человеческой популяции чрезвычайно важна», - добавил Сандерсон.
Одним из направлений будущих исследований является идея использования местных видов диких животных в регионе Чобе в качестве систем наблюдения для отслеживания изменений в устойчивости к антибиотикам.
Возможно, мы сможем использовать полосатых мангустов в качестве дозорной системы наблюдения, потому что эти животные живут в тесной связи с людьми, и мы показали, что устойчивость к антибиотикам распространена среди воды, людей и диких животных в этом регионе. - сказал Александр. «Путем регулярного сбора фекалий этого вида и тестирования образцов на наличие устойчивых к антибиотикам бактерий мы сможем отслеживать уровни устойчивости к антибиотикам в окружающей среде с течением времени, используя неинвазивные и экономичные методы».
Сандерсон и Александер подчеркивают, что понимание причин и факторов появления и распространения устойчивых к антибиотикам бактерий требует тщательного понимания взаимодействия факторов окружающей среды, вклада человека и моделей взаимодействия человека и дикой природы с этим важнейшим водным ресурсом.
Финансирование этого исследования было предоставлено программой Национального научного фонда «Динамика связанных природных и человеческих систем» (награды CNH № 1518486 и CNH № 1114953). В исследовательскую группу также входили Дж. Тайлер Фокс, ранее работавший в Техническом отделе Вирджинии по охране рыб и дикой природы, ныне работающий в Университете Арканзаса; Эрик Догерти из Калифорнийского университета в Беркли; и Эндрю Кэмерон из Университета Реджайны.