Charakterystyka molekularna genów oporności typu rozszerzonego spektrum β-laktamaz (ESBL) i genów wirulencji w wieloopornych szczepach Escherichia coli wyizolowanych z ścieków farmaceutycznych i środowiskowych w Dhace, Bangladesz

Dlaczego zanieczyszczona woda w pobliżu zakładów farmaceutycznych ma znaczenie

Większość osób kojarzy oporność na antybiotyki głównie ze szpitalami, ale to badanie pokazuje, że część problemu może rozpoczynać się w kanałach zakładów produkujących leki. Naukowcy zbadali ścieki z sześciu zakładów farmaceutycznych w okolicach Dhaki w Bangladeszu oraz pobliskie stawy i kanały, do których trafiają te wody. Odkryli, że te wody niosą odporne szczepy Escherichia coli, powszechnej bakterii jelitowej, które nie tylko są trudne do zwalczenia wieloma antybiotykami, lecz w niektórych przypadkach wyposażone są w geny mogące powodować ciężkie biegunki.

Skąd pobierano wodę i drobnoustroje

Zespół pobrał próbki wody z oczyszczalni ścieków zakładowych, czyli urządzeń mających oczyścić odpady farmaceutyczne przed ich odprowadzeniem, a także z otaczających stawów, lagun, rowów i zbiorników domowych. Z tych próbek wyizolowano 90 szczepów E. coli i potwierdzono ich tożsamość testami genetycznymi. Pozwoliło to na bezpośrednie porównanie bakterii znalezionych bezpośrednio u źródła wypływu zanieczyszczeń i tych żyjących w szerszym środowisku, gdzie ludzie kąpią się, łowią ryby lub pobierają wodę do codziennego użytku.

Badanie, które leki wciąż działają

Każdy szczep E. coli testowano przeciwko 11 powszechnie stosowanym antybiotykom z ośmiu różnych grup leków. Szczepy z wód zakładowych wykazywały wyraźnie większą odporność: ponad 85 procent było opornych na szeroko stosowany ampicylinę, a około połowa była oporna na osiem różnych antybiotyków. Dla porównania, bakterie z otaczających stawów i rowów były ogólnie mniej odporne, choć wiele z nich nadal kwalifikowało się jako wielooporne. Pocieszające jest to, że dwa silne „leki ostatniej szansy”, kolistyna i meropenem, pozostały skuteczne przeciwko niemal wszystkim bakteriom z obu typów wód.

Ukryte geny oporności i chorobotwórczości

Aby ustalić, co sprawia, że te drobnoustroje są tak odporne, badacze poszukiwali określonych genów oporności. W ściekach zakładowych prawie osiem na dziesięć szczepów E. coli nosiło gen o nazwie blaNDM, który może blokować działanie wielu ważnych antybiotyków z rodziny beta-laktamów. W pobliskich wodach środowiskowych częściej występował inny gen oporności, blaTEM. Zespół poszukiwał również genów przekształcających zwykłą E. coli w szczepy wywołujące biegunkę. Ku zaskoczeniu, żaden ze szczepów ze ścieków zakładowych nie nosił tych genów chorobotwórczych, natomiast wiele szczepów środowiskowych je posiadało. Geny powiązane z dwoma głównymi typami biegunek, znanymi jako ETEC i EPEC, znaleziono w dużej części izolatów ze stawów i kanałów, co oznacza, że te wody mogą być siedliskiem bakterii zarówno opornych na leki, jak i zdolnych do wywoływania chorób.

Jak bakterie się rozprzestrzeniają i zmieniają

Używając metod odcisków palcowych DNA, badacze wykazali, że szczepy E. coli miały tendencję do grupowania się według lokalizacji i wzorców oporności. Bakterie z tego samego miejsca często dzieliły podobne geny oporności, co sugeruje, że lokalne warunki wodne kształtują, które cechy przeważają. Zespół odkrył także, że wiele szczepów niesie plazmidy, małe koliste fragmenty DNA, które mogą przeskakiwać między bakteriami i szerzyć geny oporności. Różnorodna mieszanka plazmidów i wzorców genowych wskazuje, że problem nie sprowadza się do jednego dominującego szczepu, lecz do wielu różnych szczepów wymieniających się narzędziami oporności w wodzie.

Co to znaczy dla zdrowia publicznego

Mówiąc prosto, badanie pokazuje, że ścieki z zakładów farmaceutycznych w Dhace działają jak miejsce, w którym rozwijają się E. coli odporne na wiele antybiotyków. W miarę jak te wody trafiają do pobliskich stawów i rowów, niektóre z tych odpornych bakterii nabywają dodatkowe geny pozwalające im wywoływać biegunkę, zwiększając ryzyko narażenia osób korzystających z tych wód. Choć kilka silnych antybiotyków wciąż działa, poleganie wyłącznie na nich jest ryzykowne. Wyniki wskazują na potrzebę surowszej kontroli ścieków farmaceutycznych, lepszego monitorowania oporności w środowisku oraz skoordynowanych działań w ramach podejścia „One Health”, traktującego zdrowie ludzi, zwierząt i środowiska jako ściśle powiązane elementy tego samego problemu.

Cytowanie: Fuad, M., Mahmud, Z., Mishu, I.D. et al. Molecular characterization of extended-spectrum β-lactamase (ESBL) and virulent genes in multidrug-resistant Escherichia coli isolated from pharmaceutical and environmental Wastewaters in Dhaka, Bangladesh. Sci Rep 16, 15633 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-46554-2

Słowa kluczowe: oporność na środki przeciwdrobnoustrojowe, ścieki farmaceutyczne, wielooporna E. coli, jakość wód w Bangladeszu, geny oporności ESBL