Изучение распространённости генов устойчивости к макролидам и фторхинолонам у бактерий в окружающей среде

Генетика, персонализированная и прогностическая медицина

Актуальность

Устойчивость к антибиотикам возрастает до угрожающе высоких уровней во всем мире. Новые механизмы устойчивости появляются и распространяются повсюду, угрожая нашей способности лечить распространенные инфекционные заболевания. Все больше инфекций становится труднее, а иногда и невозможно лечить из-за снижения эффективности антибиотиков.


Гипотеза
Мы предположили, что в клинических образцах будет обнаружено значительно больше генов антибиотикорезистентности, нежели в пробах из окружающей среды, где распространённость данных генов должна быть низкой, но, в связи с массовым применением антибиотиков во время пандемии, могла возрасти.

Цель

Определить распространённость

в бактериях генов устойчивости к макролидам и фторхинолонам в объектах окружающей среды

  • Собрать образцы микробиоты
    1

  • Определить наиболее подходящие методы выделения ДНК для разных типов образцов

    2
  • Подобрать оптимальные условия для проведения ПЦР с праймерами генов устойчивости к макролидам и фторхинолонам
    3
  • С помощью выбранной методики определить встречаемость генов устойчивости к макролидам и фторхинолонам в образцах окружающей среды.
    4
  • Сравнить встречаемость генов устойчивости к макролидам и фторхинолонам в образцах окружающей среды и клинических образцах.
    5
Дизайн исследования
  • 1
    Сбор образцов
  • 2
    Культивирование некоторых образцов
  • 3
    Выбор метода выделения ДНК
  • 4
    Выделение ДНК
  • 5
    Подбор условий для ПЦР
  • 6
    Анализ генов устойчивости
Перспективы
В дальнейшем мы планируем расширить выборку образцов из окружающей среды и установить соответствие между антропогенной нагрузкой и распространённостью генов устойчивости. Также в наши дальнейшие планы входит создание регулярной системы мониторинга резистентности.



Выводы

  • Была собрана коллекция из 98 образцов микробиоты, включающая 29 проб почвы, 14 проб воды, 18 смывов с поверхностей, 7 соскобов с кожи, 30 образцов из выращенных нами колоний. В 8 пробах было не достаточно бактериальной ДНК для дальнейшего анализа.

    1
  • В качестве оптимального метода выделения ДНК была выбран магнитная сорбция для образцов почвы и экспресс-метод – для остальных типов проб
    2

  • Для детекции в режиме реального времени для изучаемых генов оптимальная температура отжига составила 60°С. Для детекции методом электрофореза для гена msrA оптимальная температура отжига лежит в диапазоне 61° - 64°, для гена AAC(6’)-Ib-cr = 56° – 58°С.

    3

  • Гены резистентности были выявлены в 27% пробокружающей среды, одновременно 2 маркера резистентности присутствовали в 9%, 3 маркера - в 1 %. Среди клинических образцов 78% обладали устойчивостью, при этом 64% содержали 3 и более маркера резистентности

    4

  • В пробах окружающей среды большая часть генов резистентности была выявлена  образцах, связанных с присутствием человека и его деятельностью.

    .
    5

  • Гены резистентности (QnrB, QnrS, OqxA, OqxB, ErmC) достоверно чаще встречаются в клинических образцах, по сравнению с образцами окружающей среды. Гены MsrA,Ibвстречаются достоверно чаще в природных образцах, чем в клинических

    6
Наша команда
  • Филиппов Илья
    Участник проекта
  • Филатова Елизавета
    Участник проект
  • Зайцева Юлия
    Участник проекта
  • Доронин Арсений
    Участник проекта
  • Гусева Анна
    Участник проекта
  • Прасолова Мария Анатольевна 
    с.н.с. Лаборатории ПЦР АО Вектор Бест
    Старший преподаватель кафедры естественных наук СУНЦ НГУ
  • Карташов Михаил Юрьевич
    к.б.н., с.н.с. ФБУН ГНЦ ВБ "Вектор"
    Старший преподаватель кафедры естественных наук СУНЦ НГУ