Antibiotikum-rezisztencia gének előfordulását vizsgálták

Antibiotikum-rezisztencia gének előfordulását és kifejeződési mintázatait vizsgálták ipari méretű biogáz üzemekben a Szegedi Biológiai Kutatóközpont (SZBK) munkatársai – közölte a Magyar Kutatási Hálózathoz (HUN-REN) tartozó intézet a honlapján.

A mikrobák antibiotikumokkal szembeni ellenálló-képességre kifejlesztett génjei ősi eredetűek. Az antibiotikumok használata a humán gyógyászatban és az állattenyésztésben azonban szelekciós nyomást gyakorol a különféle antibiotikum-rezisztenciát hordozó mikrobákra. Az ember által alkalmazott antibiotikumokkal párhuzamosan egyre nő az antibiotikumokkal szemben ellenálló, patogén mikrobák által jelentett veszély is.

A szerves anyagok oxigéntől elzárt körülmények között zajló lebontása, az anaerob degradáció - mely során a tiszta és fenntartható energiahordozó, a biometán keletkezik - egyben különféle hulladékokat – a többi közt szennyvíziszapot és sertéstartótelepek hígtrágyáját - feldolgozó bioremediációs eljárás is. A megoldással hatékonyan csökkenthető a különféle szennyvizekben található patogén baktériumok mennyisége.

A szerves anyagok hatékony lebontásához meghatározott idő szükséges, így a patogén és az emberre veszélytelen mikrobák között megtörténhet a különféle antibiotikum-rezisztencia gének cseréje. E folyamat vizsgálatát nehezíti, hogy a legtöbb anaerob környezetben élő mikroorganizmus nem képes megélni mikrobiális partnerek nélkül. Így az ilyen közösségekben megtalálható antibiotikum-rezisztenciát hordozó mikrobák azonosítása speciális megközelítést igényel, melyhez az egyre fejlettebb metagenomikai eljárások és bioinformatikai algoritmusok is segítséget nyújthatnak.

Wirth Roland és munkatársai, a HUN-REN SZBK Mikrobiális és Növényi Genomika Kutatócsoport a Water Research folyóiratban megjelent tanulmányukban két szegedi biogázerőműből származó mintákat vizsgáltak. A szakemberek mikroba genomokat rekonstruáltak, valamint azonosították az ezekben megtalálható antibiotikum-rezisztencia géneket és azok expressziós aktivitását, azt, hogy az adott gének alapján mennyi fehérje termelődik.

A kutatás eredményei rávilágítottak arra, hogy az anaerob környezetben élő mikroorganizmusok sokféle, antibiotikum-rezisztenciához köthető gént hordoznak. Ezek között a legelterjedtebbek az úgynevezett multidrog rezisztencia családba tartozó gének. Ezek olyan gének, amik sejtmembránba ágyazódó fehérjéket kódolnak, melyek többféle antibiotikum sejtből való kipumpálására képesek. Emellett az emberre veszélyes mikrobák ellenálló-képességét növelik olyan anyagok kijuttatásával a sejtből, mely elősegíti a sejtek összetapadását.

A vizsgálatok során megállapították, hogy az antibiotikum-rezisztencia gének számossága és aktivitása között korlátozott összefüggés van. Az anaerob degradációs körülmények között nem minden antibiotikum-rezisztencia gén fejeződik ki. Az eredmények alapján az anaerob kezelés hatékony a potenciálisan patogén mikrobák rezisztencia génjeinek aktivitáscsökkentésére. Azonban egyes, emberre veszélyes mikroba csoportok, mint például a Staphylococcus fajok ellenállónak bizonyultak az anaerob degradációs kezelésre. Ez az eredmény a szennyvízkezelés további fejlesztésének szükségességére hívja föl a figyelmet.