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