MTI • 2024. november 10. 13:01
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 antibiotikum-rezisztenciához köthető génjei ősi eredetűek, és a biogázerőművekben végzett anaerob lebontás bizonyos mértékig csökkenti ezek aktivitását, de nem minden kórokozó esetében hatékony. Wirth Roland és kollégái szegedi biogázerőművek mintáit vizsgálva arra jutottak, hogy az anaerob kezeléssel egyes rezisztens gének aktivitása csökkenthető, bár bizonyos kórokozók, mint például a Staphylococcus fajok, továbbra is ellenállónak bizonyultak.
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.