אנטיביוטיקה היא אחד הניצחונות הגדולים ביותר בתולדות מדעי הרפואה – אך לכלים מצילי חיים אלה יש צד אפל.
השימוש המתמשך שלהם יכול לייצר "סופרבוגס" – חיידקים עמידים לתרופות המהווים סכנה לבני אדם, לבעלי חיים ולסביבה.
בפרויקט פיילוט ראשון מסוגו, חוקרים מארגון המזון והחקלאות של האו"ם, משרד החקלאות באינדונזיה ואוניברסיטת מדינת אריזונה בדקו את השילוב החדשני של מכשיר רצף DNA כף יד בתוך מערכת ההתנגדות הלאומית לאנטיביוטיקה של אינדונזיה. הם אספו דגימות משפכים וגם נהרות מסביב.
המטרה: לקבוע אם רצף DNA נייד יכול לשפר את המאמצים הלאומיים לעקוב אחר E. coli עמיד בתרופות, אינדיקטור מרכזי להתנגדות לאנטיביוטיקה.
המחקר מצא סימנים לכך שחיידקים עמידים לאנטיביוטיקה מהשפכים של בית המטבחיים עשויים להגיע לנהרות סמוכים. במקרים רבים, לאתרים במורד הזרם היו רמות גבוהות יותר של E. coli עמידות מאשר במעלה הזרם, והצביעו על מסלול אפשרי להתנגדות להתפשטות מפסולת בעלי חיים לסביבה.
עם זאת, המחקר הראה גם כיצד רצף DNA נייד יכול לחזק את מאמצי המעקב הלאומיים – מה שמקל על גילוי נקודות חמות של התנגדות לאנטיביוטיקה ולסלל את הדרך לפתרונות ממוקדים וחסכוניים יותר כדי להפחית את התפשטותו. זני E. coli עמידים יכולים לגרום למגוון מחלות, כולל שלשול, במיוחד אצל ילדים, מבוגרים מבוגרים ואנשים חסרי פשרות.
בהגדרות מסוימות, שלשול אינו סתם לא נוח – זה מסכן חיים. "
Lee Voth-Gaeddert, סופר בכיר, חוקר במרכז הבריאות של ASU Biodesign לבריאות באמצעות מיקרוביומים
אליו מצטרפים עמיתיו של מכון ביו -דיזין ומשתפי פעולה בינלאומיים.
ניתן להרחיב את גישת הרצף הנייד לחוות ולשווקים רטובים, או להתאים אותם לעקוב אחר פתוגנים אחרים כמו שפעת ציפורים.
המחקר מופיע בכתב העת אַנְטִיבִּיוֹטִיקָהו
הבאת בדיקות מעבדה לקווי החזית
עמידות לאנטיביוטיקה היא משבר עולמי הולך וגובר. זה מתרחש כאשר חיידקים מתפתחים כדי לשרוד את התרופות שנועדו להרוג אותן. כאשר אנשים נגועים בחיידקים אלה, האנטיביוטיקה הרגילה לא תעזור. בשנת 2021 בלבד, התנגדות לאנטיביוטיקה נקשרה לכמעט 5 מיליון מקרי מוות. מספר זה צפוי להכפיל עד 2050.
ניטור מסורתי מסתמך על טכניקות מבוססות תרבות. זה דורש הובלת דגימות למעבדה. עבור מדינה כמו אינדונזיה, ביתם של יותר מ 14,000 איים, זה מהווה אתגר.
הפרויקט החדש בדק מכשיר בשם Minion, המשתמש ברצף DNA ננו -פורט נייד כדי לנתח במהירות חומר גנטי בנקודת האוסף. המכשיר קטן מספיק בכדי להשתלב בכף היד ומופעל על ידי מחשב נייד. זה העביר תוצאות הדומות למערכות מעבדה בעלות גבוהה.
הפרויקט פיקח על זן של חיידקים העמיד למעמד רחב של אנטיביוטיקה והוכר על ידי המרכזים לבקרת מחלות ומניעה כאיום משמעותי. זן זה של E. coli משמש לרוב כפרוקסי לגילוי נוכחות והתפשטות של חיידקים עמידים מסוכנים אחרים.
ווט-אן ריגלי גלובל, אמר כי "זה לא זה הכי מטורף, אבל זה ברשימת ה- CDC של פתוגנים הדאגה", אמר ווט-גדדרט, שהוא גם מדען עתידי עולמי בכיר במעבדת העתיד העולמית של ג'ולי אן ריגלי. "לעתים קרובות אנו משתמשים בו כאינדיקטור ראשוני להתנגדות לאנטיביוטיקה."
דגימות נלקחו משפכים של בית המטבחיים, כמו גם באתרי הנהר במעלה הזרם והזרם. מרבית ה- E. coli שנמצא בשפכים היה עמיד באנטיביוטיקה. אותו דפוס התנגדות נצפה במורד הזרם אך לא במעלה הזרם, מה שמרמז כי פסולת בית המטבחיים היא המקור.
"זה לא היה מפתיע יתר על המידה," אמר ווט-גדדרט. "הרבה מבתי המטבחיים הללו ממוקמים ממש ליד נהרות. אתה צריך מים לתהליך השחיטה, אבל זה גם מקל על סילוק פסולת – במיוחד כאשר זה פסולת נוזלית."
ספקטרום של טיפול בפסולת וסיכון
המחקר תיעד הבדלים גדולים באופן בו מתקנים ניהלו את הפסולת שלהם. לחלקם היו מערכות טיפול, בעוד שאחרים שיחררו את הפסולת שלהם מבלי להתייחס אליו.
למרות שהחוקרים לא העריכו עד כמה יעילות מערכות הטיפול, הם גילו חיידקים עמידים לאנטיביוטיקה בדגימות מטופלות וגם לא מטופלות. זה מעלה חשש לא רק מפערים בתשתיות, אלא גם לגבי תחזוקה, ויסות ופיקוח על מערכות קיימות.
באופן גלובלי, שפכים ממשקי בית, בתי חולים ונגר חקלאי הם מקור עיקרי לשאריות אנטיביוטיקה בנהרות – במיוחד בדרום מזרח אסיה, כך עולה ממחקר שנערך לאחרונה. כאשר אנטיביוטיקה מתמהמהת בסביבה, הם יוצרים תנאים המאפשרים לחיידקים לפתח דרכים חדשות להתנגד להם, מה שהופך את המעקב האיכותי לדחוף עוד יותר.
כדי להבין טוב יותר את הסיכון, הצוות חרג פשוט מזהה חיידקים – הם גם רצו את החומר הגנטי שלהם. רבים מגני ההתנגדות שמצאו היו ממוקמים על פלסמידים – חתיכות DNA ניידות קטנות שיכולות לנוע בין חיידקים ולהפיץ עמידות על המינים.
באמצעות מכשיר Minion, החוקרים זיהו גנים אלה כמו גם גורמי נגיף וזנים חיידקיים ספציפיים עם הסכמה של עד 100% בהשוואה לשיטות מעבדה מסורתיות. הממצאים מראים כי מעקב גנומי ברזולוציה גבוהה אפשרי אפילו מחוץ להגדרות המחקר העילית.
בריאות אחת, חזיתות רבות
פרויקט זה מושרש במסגרת הבריאות האחת, המכירה בכך שבריאות אנושית, בעלי חיים וסביבה קשורים זה לזה עמוק.
"אם אנו משתמשים רק בעדשה צרה, אנו מפספסים הרבה נקודות מינוף פוטנציאליות כדי לשלוט על התפשטות ההתנגדות לאנטיביוטיקה," אמר ווט-גדרט. "יש כאן הרבה הזדמנות. זו הסיבה שיש דחיפה כה גדולה לקדם בריאות אחת."
המגוון והניסיון הסביבתי של אינדונזיה עם מעקב אחר התנגדות לאנטיביוטיקה הפכו אותו למיקום אידיאלי לטייס כלים חדשים. אך התובנות רלוונטיות ברחבי העולם שכן התנגדות לאנטיביוטיקה מתפשטת על פני גבולות ומערכות אקולוגיות.
כלים מהירים, סבירים ונגישים מקומיים כמו המיניון עשויים לקדם באופן משמעותי את מאמצינו לעקוב ולשלוט על מגוון רחב של איומים מיקרוביאליים.
