La presència de gens resistents a antibiòtics és una de les amenaces globals més crítiques per a la salut humana i animal.. El 23,78% dels gens resistents a antibiòtics confereixen resistència a múltiples fàrmacs i, com a conseqüència, sofistiquen cada cop més els tractaments clínics. L’equip d’especialistes a càrrec de l’estudi assegura que vigilar l’amenaça que suposa la resistència als antibiòtics hauria de ser una prioritat de cooperació mundial.
El risc sanitari global que suposen els gens resistents a antibiòtics (GRA) és un desafiament per al sistema sanitari i, alhora, una alerta per a les persones. L’amenaça és que el cos humà no processa correctament la informació dels tractaments clínics administrats contra els patògens. Aquesta és una realitat a l’alça, que fa cada cop més complex el tractament de malalties humanes, si bé també té efecte en animals. El recent estudi Assessment of global health risk of antibiotic resistance genes, publicat a Nature Communications, detecta 2.561 gens que confereixen col·lectivament resistència a 24 tipus d’antibiòtics (en base a la Base de Dades Integral de Recerca d’Antibiòtics) i arriba a una conclusió que cal tenir en compte: el 23,78% d’aquests gens suposa un risc per a la salut humana perquè confereix resistència a múltiples fàrmacs i, com a conseqüència, sofistica cada cop més els tractaments clínics. Aquest 23,78% és el batejat com a grup de gens de risc, per la seva resistència.
Una dada representativa és que gairebé la meitat dels 2.561 GRA identificats tenen presència simultàniament a diversos hàbitats, sobretot els gens que confereixen resistència a alguns dels antibiòtics utilitzats més àmpliament avui dia. Ara bé, la distribució global dels gens resistents a antibiòtics, basada principalment en el nombre i l’abundància, és rellevant però insuficient per avaluar el risc sanitari que suposen.
Un dels objectius de la investigació és quantificar i estandarditzar les amenaces de la resistència als antibiòtics a tot el món, amb l’objectiu de millorar la presa de decisions a les polítiques sanitàries públiques. El grup d’especialistes assegura que vigilar el risc que suposen els gens resistents a antibiòtics hauria de ser una prioritat de cooperació mundial.
L’estudi ha estat impulsat per un equip internacional on s’inclou l’investigador del CSIC i del CREAF Josep Peñuelas i està liderat per l’investigador Haifeng Qian de la Zhejiang University of Technology Zhejiang (Xina). “La resistència als antibiòtics és una evidència més del dràstic canvi que està experimentant la microbiota humana a tot el món”, afirma Josep Peñuelas, que continua explorant el concepte ‘One health’, entre molts altres. El treball publicat a Nature Communications ha tingut en compte l’accessibilitat dels GRA en humans i animals, la seva mobilitat, la patogenicitat que produeixen i la disponibilitat clínica per testejar les proves, en una anàlisi metagenòmica de 4.572 mostres procedents de 6 hàbitats diferents.
Com es dissemina un gen resistent
Els resultats obtinguts impliquen que l’activitat humana és la disseminadora principal dels gens resistents a antibiòtics, a causa de l’ús freqüent i intensiu d’aquest tipus de medicament per combatre infeccions bacterianes, tant en medicina com en ramaderia. Ara bé, la resistència en si mateixa no la provoca l’activitat humana actual, ja que els GRA existien abans de l’era dels antibiòtics i ja s’havien detectat en excrements humans del Paleolític i al permagel. El gran augment actual de GRA s’atribueix a la seva transmissió mitjançant virus (transducció), ADN lliure (transformació), connexions entre bacteris (conjugació) i plasmidis (molècules d’ADN que es repliquen de manera autònoma).
Per conèixer de quina manera incideix avui l’activitat humana en la resistència als antibiòtics, l’estudi ha examinat a escala global l’abundància i la composició de GRA a diversos hàbitats. Entre tots els gens identificats, els que s’han trobat en major quantitat són d’origen humà i, en especial, els del sistema digestiu i la pell de les persones. Aquests gens es troben a l’organisme humà, en gran part ubicats a la nostra microbiota sana. Aquesta presència no produeix inconvenients de salut a les persones sanes i, tanmateix, es converteix en un senyal d’alarma quan la persona es posa malalta.
Les mostres de material genètic analitzades a la investigació procedeixen d’hàbitats diversos (humà, animal, aire, aquàtic i terrestre, entre d’altres) inclosos els naturals, els propis d’enginyeria (hàbitats que gestionen aigües que han estat en contacte amb humans, com ara depuradores aigua) i els clínics. També s’inclouen a l’estudi subhàbitats com ara edificis i metres suburbans, entre d’altres infraestructures.
Els oceans, sentinelles de l’activitat terrestre
Gràcies a l’aprenentatge automàtic (machine learning) s’ha examinat la presència d’aquests gens als oceans de tot el món. Amb aquesta nova tècnica s’ha realitzat un mapa global sobre els riscos que suposa per a la salut humana la presència de gens resistents a antibiòtics als hàbitats marins globals, amb una precisió estimada superior al 75%. L’estudi no determina la procedència d’aquests gens presents a les aigües marines, si bé suposa un reflex de l’activitat humana i animal a la terra. Per això, es pot dir que els oceans es converteixen en sentinelles de l’activitat terrestre vinculada a gens resistents a antibiòtics.
La cartografia mostra que les zones marines properes al Brasil i a l’Àfrica registren més risc de gens resistents a antibiòtics. I la comparació entre oceans indica que les amenaces de resistència als antibiòtics al Pacífic i l’Atlàntic són més grans que a la resta.
Malgrat tot, no s’ha pogut replicar aquest mapa per als hàbitats terrestres, a causa de la distribució desigual de les mostres i la manca de metadades sobre les propietats originals del sòl. Ara bé, sí que s’han avaluat mostres de sòl i sòl profund amb els quals els humans hem estat en contacte, i s’ha detectat transferència horitzontal de gens resistents a antibiòtics entre persones, animals i aigua dolça. L’article demostra la transferència horitzontal dels gens resistents a antibiòtics a través de bacteris i ADN entre humans, bestiar, aigua dolça i terres amb les que estan en contacte. Aquest viatge d’anada i tornada de gens resistents a antibiòtics entre terra, aigua, animals i persones de tot el món ja existia, malgrat que s’està intensificant.
Referència:
Assessment of global health risk of antibiotic resistance genes. Zhenyan Zhang, Qi Zhang, Tingzhang Wang, Nuohan Xu, Tao Lu, Wenjie Hong, Josep Penuelas, Michael Gillings, Meixia Wang, Wenwen Gao & Haifeng Qian (Nature Communications, 2022.
doi: https://doi.org/10.1038/s41467-022-29283-8
Adriana Clivillé / CREAF
Distribució geogràfica de les mostres amb abundància de GRA a diferents hàbitats. Cada punt indica una localització de mostreig, el més aproximada possible; la mida del punt reflecteix el nombre de mostres, i el color el tipus d’hàbitat.
Gràcies a l’aprenentatge automàtic (machine learning) s’ha examinat la presència d’aquests gens als oceans de tot el món. Crèdits imatge inferior: Noim Alonso.