Bodemantimicrobiële resistentie (AMR) brengt toenemende gezondheidsrisico's met zich mee door mogelijke overdracht op mensen via direct contact en via de voedselketen. AMR-onderzoeken in de bodem zijn echter voornamelijk gebaseerd op omgevings-DNA dat afkomstig kan zijn van dode/dominante cellen en extracellulair DNA, wat leidt tot een mogelijke overschatting van AMR en de bijbehorende risico's omdat de overgrote meerderheid van de bodemmicroben nog niet gekweekt is. Actieve antibioticaresistente bacteriën (ARB) in bodems spelen een cruciale rol bij het stimuleren van AMR-verspreiding, maar worden niet goed begrepen.

In een studie gepubliceerd in PNAS , rapporteerde een onderzoeksteam onder leiding van prof. Zhu Yongguan en prof. Cui Li van het Institute of Urban Environment van de Chinese Academie van Wetenschappen een nieuw eencellig functioneel hulpmiddel met eencellige Raman-isotoopmeting, eencellige sortering en gerichte metagenomica om actieve ARB in inheemse bodems te screenen en te sequencen.

"Als je jezelf en je vijand kent, kun je gevechten voeren zonder nederlaag. Het is dus een dringende noodzaak om het echte AMR-risico in de bodem te begrijpen", zei prof. Zhu.

Op basis van de verschillende activiteiten van bodemmicro-organismen ten opzichte van zwaar water onder antibioticabehandelingen, werd actieve ARB in bodems direct op een cultuuronafhankelijke manier gedetecteerd. De onderzoekers optimaliseerden en valideerden de generaliseerbaarheid en nauwkeurigheid van de methode voor verschillende bodems en antibiotica.

Met behulp van deze methode werden het percentage en de activiteit van ARB in bodems gekwantificeerd en werd een duidelijke verhoging met menselijke activiteit onthuld. Gezien de belangrijke rol van zeer metabolisch actieve ARB bij het overbrengen van AMR, stelden de onderzoekers voor om het fenotypische resistentieniveau te gebruiken als een nieuwe parameter voor AMR-risicobeoordeling, waarmee het al lang bestaande probleem wordt opgelost waarbij AMR-risicobeoordeling alleen afhankelijk is van genetische informatie maar fenotypische informatie mist.

"Hoewel noch genomische gegevens noch fysiologische studies van bacteriële isolaten de actieve ARB die in de bodem aanwezig is, betrouwbaar kunnen voorspellen, kunnen functionele eencellige hulpmiddelen een geweldige oplossing voor dit probleem bieden," zei prof. Cui.

De meest actieve ARB in bodems werden één voor één verder uitgekozen voor stroomafwaartse gerichte metagenomische sequencing. Microbiële identiteit, antibioticaresistentiegenen (ARG's), virulentiefactorgenen (VFG's) en mobiele genetische elementen (MGE's) die door de actieve ARB worden gedragen, werden allemaal ontcijferd, waarbij werd vastgesteld "wie wat doet en hoe".

Verschillende niet-gecultiveerde bacteriën met meerdere ARG's werden geïdentificeerd, wat aantoont dat ze een belangrijke bijdrage leveren aan fenotypische bodemresistentie. Merk op dat één type ARB dat in de bodem wordt aangetroffen, een hoog risico heeft omdat het een zeer actieve ziekteverwekker is die ARG's op MGE's draagt. "Ontdekking van de zeer actieve antibioticaresistente ziekteverwekker in de bodem roept een alarm op voor de dringende behoefte aan controletechnologieën", zei prof. Zhu.

Dit werk bevordert het begrip van actieve ARB in de omgeving, een onderwerp dat tot nu toe grotendeels over het hoofd is gezien. De ontwikkelde eencellige benadering die resistentiefenomenen aan genomen koppelt, kan ook gemakkelijk worden toegepast op andere ecosystemen. + Verder verkennen

Regenwormen kunnen antibioticaresistentiegenen in de bodem helpen verminderen