Sensibilitatea la antibiotice a bacteriilor indicatoare Escherichia coli și Enterococci spp. izolate de la rațe în Morogoro Municipality, Tanzania
Metode
Zona de studiu și eșantionarea rațelor
Acest studiu transversal a fost efectuat în Morogoro Municipality între noiembrie 2014 și martie 2015, unde au fost eșantionate 100 de rațe Muscovy (Carina moschata) din 26 de stoluri de curte . Rațele de studiu au fost selectate în mod aleatoriu din fiecare stol în cazul în care 5-10% din mărimea stolului a fost eșantionată . Păsările eșantionate au inclus 86 de femele și 14 rațe masculi. Înainte de eșantionare, au fost colectate informații de bază privind gestionarea, hrănirea, utilizarea și eliminarea antibioticelor neutilizate cu ajutorul unui chestionar (Fișier suplimentar 1). Rațele selectate au fost imobilizate manual și un tampon de bumbac steril a fost introdus în cloacă pentru a colecta materiale fecale. Probele au fost depozitate în cutii frigorifice cu gheață și au fost transportate la laboratorul de la Universitatea de Agricultură Sokoine pentru analiză. Pentru consecvență, doi cercetători, după ce au fost instruiți de către tehnologii de laborator cu privire la prelevarea de tampoane de la păsări, au prelevat probe la toate cele 100 de rațe.
Isolarea și identificarea E. coli și Enterococci spp.
Probele fecale au fost placate pe agar MacConkey (Oxoid, Basingstoke, UK) și incubate timp de 24 de ore în condiții aerobe pentru izolarea E. coli . Coloniile suspecte au fost identificate în continuare pe baza morfologiei coloniale, a colorației Gram și a testelor biochimice . Pentru izolarea speciilor de Enterococci, probele au fost plasate pe agar Slanetz-Bartley (Oxoid, Basingstoke, Regatul Unit) și incubate timp de 48 de ore în condiții aerobe și identificate pe baza morfologiei coloniale și a testelor biochimice. În timpul izolării și identificării, E. coli ATCC25922 și Enterococcus faecium ATCC 2912 au fost incluse ca tulpini de control.
Sensibilitatea la antibiotice
Toate izolatele de E. coli și Enterococci au fost testate pentru sensibilitatea la antibiotice prin metoda de difuzie pe disc și interpretate în conformitate cu CLSI . Testele de sensibilitate antimicrobiană au fost efectuate la unele antibiotice care sunt utilizate în mod obișnuit în medicina umană din Tanzania. Au fost testate patru antibiotice pentru E. coli la concentrațiile indicate: ampicilină 10 µg, cefotaxime 30 µg, trimetoprim-sulfametoxină 25 µg și tetraciclină 30 µg. Enterococii au fost testați cu ampicilină 10 µg, eritromicină 15 µg, rifampicină 5 µg, tetraciclină 30 µg și trimetoprim-sulfametoxină 25 µg. Toate discurile de antibiotice provin de la Oxoid, Basingstoke, Marea Britanie.
Considerații etice
Autorizația de a efectua acest studiu a fost acordată de către ofițerul municipal pentru animale din Morogoro, iar aprobarea etică a studiului a fost acordată de către comitetele de etică ale Universității de Agricultură Sokoine, Tanzania. Consimțământul verbal a fost obținut de la fiecare dintre fermieri înainte de prelevarea probelor.
Rezultate
Din cele 100 de probe fecale cultivate, 91% aveau E. coli, dintre care 64 (70,3%) au prezentat rezistență la diferite antibiotice testate (Tabelul 1). Rezistențele multiple la antibiotice manifestate de E. coli au fost: 28 (30,8%) izolate la patru antibiotice, 35 (38,5%) la trei antibiotice, 13 (14,3%) la două antibiotice, 11 (12,1%) izolate la un antibiotic. Enterococul a fost izolat din toate probele și 42% au prezentat rezistență la diferite antibiotice testate. Cinci la sută dintre izolatele de Enterococcus au fost rezistente la toate antibioticele, 13% la patru antibiotice, 21% la trei antibiotice, 26% la două antibiotice și 28% la un singur antibiotic testat. Rezultatele privind gestionarea rațelor și posibilul acces al acestora la reziduurile de antibiotice sunt rezumate în tabelul 2. Dintre cei 26 de fermieri intervievați, 92,3% au gestionat rațele în mod extensiv, unde au avut acces la locurile de depozitare. Nu a fost raportată administrarea de medicamente de uz veterinar la rațe, dar respondenții au raportat că tratează alte animale prin utilizarea de tetracicline/oxitetracicline.
Discuție
Studiul actual a constatat că rata de izolare a E. coli a fost de 91%, în timp ce toate rațele au găzduit Enterococci, iar izolatele au avut rate ridicate de rezistență multiantibiotică. Acest studiu a pus în lumină faptul că bacteriile indicatoare provenite de la rațele care se hrănesc gratuit în Tanzania pot fi utilizate în studiile privind rezistența la antibiotice. Acest lucru sugerează că problema rezistenței la antibiotice este larg răspândită chiar și în cazul bacteriilor izolate de la animale care nu beneficiază de terapie cu antibiotice. Acest lucru are un impact asupra sănătății publice, deoarece rațele caută hrană în jurul zonelor de gospodărie și își împrăștie excrementele fecale peste tot, iar bacteriile rezistente pot ajunge în lanțul alimentar și pot afecta oamenii sau gena rezistentă poate fi transferată la bacteriile patogene .
Prevalența estimată a rezistenței la antibiotice în E. coli izolată în timpul acestui studiu este comparabilă cu rezistența raportată în Malaezia . În Nigeria, a fost raportată o prevalență scăzută de 8,6%, probabil din cauza utilizării diferitelor antibiotice precum ofloxacina, acidul nalidixic și gentamicina . Prevalența ridicată a rezistenței la antibiotice observată în timpul acestui studiu, probabil că rațele sunt expuse în mod constant la reziduuri de antibiotice provenite din evacuările de la animale și de la oameni din cauza utilizării pe scară largă . Studiile arată că antibioticele utilizate în hrana animalelor sunt slab absorbite în intestin, iar compușii de bază sunt excretați în fecale . Acest lucru este susținut de mai multe studii care au raportat niveluri ridicate de reziduuri de antibiotice în apele uzate și în deșeurile animale . Prin urmare, flora normală din rațele de ecarisaj este expusă în mod constant la reziduuri de antibiotice, ceea ce le face să dezvolte rezistență, așa cum s-a observat în timpul acestui studiu.
Rezistența E. coli la ampicilină a fost cea mai mare (81%) în comparație cu alte antibiotice utilizate în studiu, similar cu un raport anterior din Slovacia, unde rezistența înregistrată a fost de 87,8% . În general, studiile arată că 60-70% din izolatele de E. coli au dezvoltat rezistență la ampicilină . Acest lucru poate fi cauzat de utilizarea excesivă a ampicilinei în practica umană, ale cărei reziduuri sunt surse potențiale de contaminare a mediului în care rațele se hrănesc. În cazul sulfametoxinei, rezistența înregistrată a fost de 76%, așa cum a fost înregistrată anterior de Van Tuat . Rezistența antibacteriană prezentată de tetraciclină în acest studiu a fost de 59%, în timp ce în Slovacia a fost de 37,5%, iar cea din Nigeria a fost de 75% . Este interesant faptul că E. coli a prezentat, de asemenea, o rezistență antibacteriană la cefotaxime de 63%, un antibiotic care nu este utilizat în mod obișnuit în tratamentul animalelor din Tanzania. Este posibil ca rațele să aibă acces la reziduurile de cefotaxime din gropile de gunoi în care se găsesc fecale umane și resturi de medicamente eliminate (tabelul 2). Cu toate acestea, o rezistență ridicată la cefotaxime a fost observată la bacteriile izolate din canalizarea diferitelor unități sanitare .
În studiu au fost, de asemenea, observate rezistențe multiple ale E. coli la mai mult de un antibiotic. Constatările au fost prea mari în comparație cu studiul efectuat în Vietnam, unde rezistența multiplă la antibiotice la E. coli a fost de 16,7% la patru antibiotice, la trei antibiotice 20% și la două antibiotice a fost de 23,3% . Această apariție a rezistenței multiple la medicamente a sugerat că animalele de fermă au jucat un rol de rezervoare de bacterii rezistente pentru contaminarea mediului . S-a constatat că populațiile de bacterii izolate din intestinele animalelor expuse la antibiotice aveau de cinci ori mai multe șanse de a fi rezistente la un anumit antibiotic. Bacteriile nerezistente dobândesc, în mod normal, plasmidele extra-cromosomale de rezistență la antibiotice (plasmidele R) de la cele rezistente atunci când sunt în contact strâns. Rezistența observată poate fi cauzată de utilizarea irațională a antibioticelor, care degajă o cantitate substanțială de reziduuri în mediu. Alți factori care cauzează dezvoltarea rezistenței ar putea fi disponibilitatea facilă și utilizarea galopantă a antibioticelor cu spectru larg în tratamentul prezumtiv al infecțiilor chiar și în unitățile sanitare. Lipsa punerii în aplicare a reglementărilor privind utilizarea antibioticelor ca parte a programelor de control al infecțiilor ar fi putut influența într-o măsură considerabilă modelul rezultatelor rezistenței.
Enterococii spp. sunt comensali naturali ai intestinului uman și animal. Toate rațele studiate aveau Enterococci spp. în conținutul intestinal, care au prezentat o rată de rezistență de 42% la diferite antibiotice testate. Cu toate acestea, rezultatele acestui studiu au arătat o rezistență ridicată la rifampicină (62%), ampicilină (62%) și tetraciclină (42%). Rezistența la mai multe medicamente a fost, de asemenea, observată la mai mult de 65% din izolate. După cum s-a afirmat anterior, rezistența observată a bacteriilor la diferite antibiotice testate în absența utilizării medicamentelor la rațe s-ar putea datora reziduurilor evacuate în mediul în care rațele se hrănesc și care pot fi expuse cu ușurință la antibiotice și la alte bacterii rezistente. Atunci când bacteriile rezistente intră în contact cu cele nerezistente, poate avea loc un schimb de materiale genetice și se poate dobândi gena rezistentă. În altă parte, studiile au raportat că Enterococci spp. izolate de la rațe au prezentat rezistență la macrolide și la antibioticele lincosamide . Cu toate acestea, Enterococci spp. este intrinsec rezistent la mai multe grupuri de antibiotice, inclusiv la cefalosporine și aminoglicozide. În plus, multe tulpini adăpostesc elemente genetice transmisibile pentru rezistența dobândită la diverse antibiotice, cum ar fi tetraciclina . Alte studii de rezistență la antibiotice la Enterococci spp. izolate de la rațe au fost efectuate cu ajutorul antibioticului vancomicină . În viitor, se sugerează continuarea studiilor de sensibilitate a Enterococci spp. la vancomicină, deoarece antibioticul este în prezent un medicament comun în medicina umană din Tanzania.
Studiul prin chestionar susține și mai mult observația de laborator privind rata ridicată de rezistență prezentată de E. coli și Enterococcus spp. S-a observat că antibioticele sunt utilizate pe scară largă în tratamentul animalelor și oamenilor. Indiferent de neutilizarea medicamentelor de uz veterinar în amurguri, sistemul extins de gestionare a scaieților îi expune în mediul înconjurător cu reziduuri de antibiotice și alte bacterii de la animale și oameni, care au fost pe bază de antibiotice. Acest lucru este susținut de constatările conform cărora rezistențele observate au fost la antibiotice care sunt utilizate în mod obișnuit la oameni și animale (tabelul 2). Bacteriile rezistente au fost izolate din diverse surse, inclusiv din evacuările de ape uzate și din mediul înconjurător . Resturile de medicamente și recipientele au fost aruncate la întâmplare în mediile înconjurătoare ale gospodăriilor, ceea ce poate expune rațele la antibiotic. Prin urmare, sistemul de management intensiv al rațelor poate ajuta la minimizarea expunerii inutile a păsărilor la reziduurile de antibiotice.
Concluzie
În general, rezistența la antibiotice prezentată de E. coli și Enterococcus spp. în acest studiu a fost ridicată. Acest lucru arată rolul jucat de animalele de fermă și de pui, care sunt în mod constant pe bază de antibiotice, ca potențiale surse primare de gene de rezistență la antibiotice pentru bacteriile izolate din rațe. Izolarea de E. coli și Enterococcus spp. rezistente la mai multe antibiotice de la rațe servesc ca potențiali purtători de tulpini rezistente la antibiotice la om și reprezintă o problemă serioasă pentru sănătatea publică.
Limitări
Acest studiu a folosit doar 100 de probe de rață colectate din municipalitatea Morogoro, ceea ce limitează generalizarea rezultatelor pentru a fi folosite ca reprezentative cu privire la statutul rezistenței antimicrobiene cu E. coli și Enterococcus spp. la rațe în Tanzania. De asemenea, numărul de antibiotice testate a fost mic. Testarea sensibilității la antibiotice a bacteriilor utilizând metoda de testare prin difuzie pe disc poate fi inferioară metodelor de microdiluție în bulion. De asemenea, studiul nu a determinat genotipurile de rezistență la E. coli și Enterococcus spp. care au fost rezistente la diferite tipuri de antibiotice. Cu toate acestea, prezența altor animale la locul unde s-a efectuat prelevarea de probe de rațe acționează ca factori de confuzie asupra ratelor de rezistență observate la bacteriile izolate de la rațe.
.