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La resistenza antimicrobica del suolo (AMR) pone rischi crescenti per la salute a causa della possibile trasmissione all'uomo attraverso il contatto diretto e attraverso la catena alimentare. Tuttavia, gli studi sull'AMR del suolo si sono basati principalmente sul DNA ambientale che potrebbe provenire da cellule morte/dominanti e dal DNA extracellulare, portando a una potenziale sovrastima dell'AMR e dei rischi associati perché la stragrande maggioranza dei microbi del suolo non è ancora coltivata. I batteri attivi resistenti agli antibiotici (ARB) nel suolo svolgono un ruolo fondamentale nel guidare la diffusione dell'AMR, ma non sono ben compresi.
In uno studio pubblicato su PNAS , un gruppo di ricerca guidato dal Prof. Zhu Yongguan e dal Prof. Cui Li dell'Istituto per l'ambiente urbano dell'Accademia cinese delle scienze ha riportato un nuovo strumento funzionale unicellulare che incorpora il sondaggio di isotopi Raman unicellulari, l'ordinamento unicellulare e metagenomica mirata per schermare e sequenziare l'ARB attivo nei suoli nativi.
"Se conosci te stesso e il tuo nemico, puoi combattere battaglie senza sconfitte. È quindi urgente comprendere il vero rischio AMR nei suoli", ha affermato il prof. Zhu.
Sulla base delle attività distinte dei microrganismi del suolo nei confronti dell'acqua pesante sotto trattamento antibiotico, l'ARB attivo nel suolo è stato rilevato direttamente in modo indipendente dalla cultura. I ricercatori hanno ottimizzato e convalidato la generalizzabilità e l'accuratezza del metodo su diversi suoli e antibiotici.
Utilizzando questo metodo, sono state quantificate la percentuale e l'attività di ARB nei suoli ed è stata rilevata una netta elevazione con l'attività umana. Considerando l'importante ruolo dell'ARB altamente metabolicamente attivo nella trasmissione di AMR, i ricercatori hanno proposto di utilizzare il livello di resistenza fenotipica come nuovo parametro per la valutazione del rischio di AMR, superando il problema di vecchia data in cui la valutazione del rischio di AMR si basa solo su informazioni genetiche ma mancano di informazioni fenotipiche.
"Sebbene né i dati genomici né gli studi fisiologici degli isolati batterici possano prevedere in modo affidabile l'ARB attivo che risiede nel suolo, gli strumenti funzionali unicellulari possono fornire un'ottima soluzione a questo problema", ha affermato il prof. Cui.
Gli ARB più attivi nei suoli sono stati ulteriormente selezionati uno per uno per il sequenziamento metagenomico mirato a valle. L'identità microbica, i geni di resistenza agli antibiotici (ARG), i geni dei fattori di virulenza (VFG) e gli elementi genetici mobili (MGE) trasportati dall'ARB attivo sono stati tutti decifrati, individuando "chi sta facendo cosa e come".
Sono stati identificati diversi batteri non coltivati che ospitano più ARG, dimostrando che contribuiscono in modo importante alla resistenza fenotipica del suolo. Da notare, un tipo di ARB trovato nel suolo è stato classificato ad alto rischio perché è un agente patogeno altamente attivo che trasporta ARG su MGE. "La scoperta del patogeno resistente agli antibiotici altamente attivo nel suolo solleva un allarme per l'urgente necessità di tecnologie di controllo", ha affermato il prof. Zhu.
Questo lavoro fa avanzare la comprensione dell'ARB attivo nell'ambiente, un argomento che è stato ampiamente trascurato finora. L'approccio unicellulare sviluppato che collega i fenomeni di resistenza ai genomi può essere facilmente applicato anche ad altri ecosistemi. + Esplora ulteriormente
