Geny antybiotykooporności w jelitach wegetarian i mięsożerców
Każdego roku w USA wśród dzieci do 10. roku życia odnotowuje się prawie milion przypadków zakażenia bakteriami salmonella i campylobacter [1]. Te infekcje są niejednokrotnie na tyle poważne, że skutkują zapaleniem opon mózgowych i śmiercią [1]. Ze względu na fakt, że nieustannie zwiększa się zasięg występowania szczepów antybiotykoopornych nasze możliwości w zakresie zwalczania tych bakterii stają się coraz bardziej ograniczone [1]. Problem polega po części na tym, że te same niezwykle istotne antybiotyki, które służyć mają ratowaniu ludzkiego życia są marnotrawione w przemysłowej hodowli zwierząt [1]. W końcu zwierzęta stłoczone w zamkniętych pomieszczeniach, w wysoce niehigienicznych warunkach, stanowią podatny grunt dla rozwoju wszelkiego rodzaju patogenów [1]. Niestety rozpowszechnienie stosowania antybiotyków u zwierząt hodowlanych oznacza, że bakterie typu salmonella czy campylobacter stają się w coraz większym stopniu antybiotykooporne [1], o czym mówiliśmy już w artykule pt. „Aspekty zdrowotne mięsa hodowanego w laboratorium: antybiotykooporność”.
A to jeszcze nie koniec problemów. Spożywanie produktów pochodzących od zwierząt hodowlanych grozi przeniesieniem determinantów oporności, tj. genów, które kodują antybiotykooporność u ludzi [1]. Większość bakterii antybiotykoopornych ma ruchome elementy genetyczne, na przykład koliste cząsteczki DNA zwane plazmidami [1]. Znajdujące się na nich geny oporności na antybiotyki mogą być przenoszone na inne bakterie, w tym te w naszych jelitach [1].
Zwierzęta hodowlane stanowią zatem rezerwuar genów oporności na antybiotyki i są potencjalnymi wektorami przenoszącymi te geny na ludzką mikrobiotę jelitową [2]. W badaniu z 2019 r. [2], przy zastosowaniu modelu imitującego ludzkie jelita, zasymulowano przeniesienie na ludzkie bakterie jelitowe plazmidu z genami antybiotykooporności, wyizolowanego z bakterii E. coli, pochodzącej od hodowanego na mięso kurczaka. Jak się okazało, przeniesienie nastąpiło w ciągu dwóch godzin [2]. Takie rozprzestrzenianie się genów oporności na antybiotyki jawi się jako scenariusz wysoce niepokojący [2]. Istnieje rosnąca obawa, że bakterie oporne na antybiotyki mają zdolność przenoszenia swoich genów antybiotykooporności na mikrobiotę człowieka [2]. Czy jest to obawa uzasadniona? Sprawdźmy, co na to badanie z 2018 r. [3]: Porównanie mikrobioty jelitowej wegan, wegetarian i wszystkożerców, pod względem obciążenia genami antybiotykooporności.
Wydawałoby się, że wyniki powinny być oczywiste, ale przez stosowane w rolnictwie odzwierzęce nawozy naturalne geny antybiotykooporności przenoszone są też na warzywa i owoce [4]. Prawdą jest, że masowe stosowanie antybiotyków w hodowli zwierząt jest przyczyną obecności bakterii antybiotykoopornych głównie w produktach pochodzenia zwierzęcego: mięsie, jajkach i nabiale [3]. Nie zmienia to jednak faktu, że z uwagi na stosowanie odchodów zwierząt hodowlanych w roli nawozu, problem ten może dotyczyć również żywności roślinnej [3]. Do tej pory nie było pewności, czy i w jakim stopniu bakterie antybiotykooporne są przenoszone na rośliny i, w efekcie, na ludzkie bakterie jelitowe [3]. Przełomem było wspomniane już badanie z 2018 r. [3]. Naukowcy szukali tutaj genów oporności na sulfonamidy, np. kotrimoksazol, tetracykliny, penicyliny, cefalosporyny oraz aminoglikozydy, w tym streptomycynę [3]. Jak się okazało, zarówno wszystkożercy, jak i wegetarianie mieli w jelitach dużo więcej genów antybiotykooporności niż weganie [3].
Różnica między wszystkożercami i wegetarianami były niewielka, ale w porównaniu z weganami, w przypadku obu tych grup obciążenie genami antybiotykooporności było zdecydowanie większe [3]. Mamy tu pierwszy dowód na to, że dieta wegańska wiąże się mniejszym obciążeniem ludzkich bakterii jelitowych genami antybiotykooporności [3]. Na tym jednak dowody się nie kończą. W badaniu z 2017 r. [5] w jelitach wegan wykryto mniej genów oporności na tetracykliny, a w jelitach mięsożerców ‒ więcej genów oporności na wankomycynę. W sumie nic dziwnego, w końcu wykazano tutaj, że istnieje korelacja między genami oporności na tetracykliny i spożyciem jajek, mleka i sera, a geny oporności na wankomycynę występują częściej wśród osób spożywających jajka, drób, ryby i owoce morza [5]. A przecież wankomycyna jest jednym z tych antybiotyków, które stosuje się jako ostatnią deskę ratunku, w leczeniu poważnych, zagrażających życiu przypadków zakażenia paciorkowcem i gronkowcem, np. gronkowcem złocistym opornym na metycylinę (MRSA).
Mimo związku między obecnością genów antybiotykooporności i spożyciem nabiału i jajek, jak pokazują badania, do pewnego stopnia pomocne jest wykluczenie z diety samego mięsa [6]. Bakterie wyizolowane z próbek kału mięsożerców okazały się oporne na większą liczbę antybiotyków i miały więcej genów antybiotykooporności, niż bakterie wyizolowane z próbek kału wegan i wegetarian [6].
Źródło: nutritionfacts.org
[1] Angulo FJ, Baker NL, Olsen SJ, Anderson A, Barrett TJ. Antimicrobial use in agriculture: controlling the transfer of antimicrobial resistance to humans. Semin Pediatr Infect Dis. 2004;15(2):78-85.[2] Lambrecht E, Van Coillie E, Van Meervenne E, Boon N, Heyndrickx M, Van de Wiele T. Commensal E. coli rapidly transfer antibiotic resistance genes to human intestinal microbiota in the Mucosal Simulator of the Human Intestinal Microbial Ecosystem (M-SHIME). Int J Food Microbiol. 2019;311:108357.
[3] Losasso C, Di Cesare A, Mastrorilli E, et al. Assessing antimicrobial resistance gene load in vegan, vegetarian and omnivore human gut microbiota. Int J Antimicrob Agents. 2018;52(5):702-5.
[4] Heuer H, Schmitt H, Smalla K. Antibiotic resistance gene spread due to manure application on agricultural fields. Curr Opin Microbiol. 2011;14(3):236-43.
[5] Milanović V, Osimani A, Aquilanti L, et al. Occurrence of antibiotic resistance genes in the fecal DNA of healthy omnivores, ovo-lacto vegetarians and vegans. Mol Nutr Food Res. 2017;61(9).
[6] Milanović V, Osimani A, Cardinali F, et al. Erythromycin-resistant lactic acid bacteria in the healthy gut of vegans, ovo-lacto vegetarians and omnivores. PLoS One. 2019;14(8):e0220549.