Антибиотики в корме свиней стимулируют обмен генами

Исследование, которое будет опубликовано 29 ноября в онлайн-журнале mBio, показывает, что добавление антибиотиков в корм свиней заставляет микроорганизмы в кишечнике этих животных активнее обмениваться генами, которые могут распространять устойчивость к антибиотикам.

Контекст практики

Животноводческие фермы регулярно используют антибиотики не только для лечения больных животных. Противомикробные препараты применяются как кормовые добавки для стимуляции роста — прибыльная, но спорная практика, запрещённая в Европейском союзе и изучаемая в США. Использование антибиотиков в кормах экономит фермам деньги, но противники утверждают, что это способствует развитию устойчивости у бактерий, которые могут попасть к человеку. Сейчас производители в США используют около 24,6 миллионов фунтов (≈11,2 млн кг) антимикробных препаратов в год в нетерапевтических целях. Счётная палата США недавно призвала правительство активизировать оценку последствий использования антибиотиков как стимуляторов роста.

Суть исследования

Исследование Хизер Аллен и её коллег из Национального центра болезней животных USDA (NaDC) в Эймсе, Айова, углубляет понимание того, что происходит с микроорганизмами пищеварительного тракта животных при постоянном воздействии низких доз антибиотиков. Учёные изучили, как два вида антибиотиков в корме влияют на профаги — сегменты ДНК в бактериях, которые могут нести гены устойчивости к антибиотикам и другие полезные для бактерий гены.

Профаги могут вырезаться из основной хромосомы бактериальной ДНК в процессе, называемом индукцией, затем реплицироваться и упаковываться как вирусы. Эти вирусы разрывают клетку изнутри и перемещаются, чтобы заразить другие организмы и доставить свои гены.

Ключевой результат

Хизер Аллен, ведущий автор исследования, сообщает, что при кормлении свиней антибиотиками фактическое количество генов устойчивости, переносимых фагами, оставалось стабильным, но микроорганизмы всё равно реагировали на присутствие антибиотиков. Индукция профагов значительно усиливалась при воздействии антибиотиков. Это указывает, что применение препаратов привело к увеличению перемещения генов профагов между кишечными бактериями.

"Индукция профагов показывает нам, что антибиотики стимулируют перенос генов, — говорит Аллен. — Это важно, поскольку ранее было показано, что фаги переносят гены устойчивости бактерий, такие как гены устойчивости к антибиотикам".

Значение открытия

По словам Аллен, исследования влияния антибиотиков в корме чаще всего сосредоточены на бактериальных обитателях кишечника. Однако фаги и другие вирусы перемещают значительный объём генетической информации внутри сообщества. Поэтому изменения в индукции профагов — важный побочный эффект антибиотикотерапии. Гены устойчивости — это "валюта" среди микробов, испытывающих давление антибиотика, поэтому отслеживание перемещения генов, возможно, важнее, чем наблюдение за определёнными изменениями в бактериальных сообществах. Если бактерии в организме человека приобретут гены устойчивости от животных, последствия для здоровья могут быть серьёзными.

"Важен перенос гена, который может оказаться не в том месте и не в то время, — говорит Аллен. — Усиленный перенос генов — критическое событие в эволюции кишечных бактерий".