Projectnieuws Antibioticaresistentie bij varkens opsporen: genomische en klassieke methodes moeten hand in hand gaan
Meer en meer groeit het besef dat gezondheid van mens en dier in grote mate afhangt van de microbiële gemeenschap in het spijsverteringsstelsel, het microbioom. Dit microbioom kan nu in kaart gebracht worden met behulp van nieuwe metagenomics technieken. ILVO-UGent onderzoeker Thijs de Mulder onderzocht of de technieken ook bruikbaar zijn om antibioticaresistentie in de varkenssector te bestuderen. Uit zijn proeven bleek dat antibioticaresistentie moeilijk op te sporen is met metagenomics, en dat klassieke methoden nog onontbeerlijk zijn.
De veeteeltsector wordt gekenmerkt door intensieve productiesystemen met dichte bezetting van dieren, en die hebben energierijke diëten om groei en productie te bevorderen. Dat heeft een aantal gevolgen. Zo zorgt het frequente antibioticagebruik in de veeteelt, onder andere in de varkenshouderij, voor de selectie en verspreiding van resistente bacteriën. Dat probleem vindt zijn oorsprong in het microbiële ecosysteem in de varkensdarm. ILVO-UGent onderzoeker Thijs De Mulder gebruikte de techniek van metagenomics om de invloed van kruisbesmetting van diervoeders met antibiotica op de microbiële gemeenschappen in de varkensdarm te bestuderen. Hij ontdekte dat de techniek krachtig is, maar niet allesziend.
Bij contaminatie van voeder spreekt men doorgaans over lage concentraties aan antibiotica. Uit het doctoraat van collega Laura Peeters bleek reeds dat wanneer varkens een voeder met 3% van een therapeutische dosis van doxycycline toegediend kregen, er ongeveer 4 mg doxycycline per kilogram mest terug te vinden was. Dit effect van 4 mg doxcycline per kg op het microbioom werd door Thijs De Mulder langdurig onderzocht in een in vitro systeem waarin het microbiële ecosysteem van de blindedarm werd nagebootst. Daarnaast werden ook proeven uitgevoerd met een lagere dosis doxycycline van 1 mg/kg en een hogere dosis doxycycline van 16 mg/kg. De aantallen resistentiegenen, bepaald via qPCRs, namen niet significant toe tijdens de toediening van 1 en 4 mg per liter doxycycline. De hoogste concentratie veroorzaakte wél een aanrijking van de resistentiegenen. Via klassieke uitplatingen bleek echter dat ook de lagere concentraties doxycycline een duidelijke impact hadden op de aantallen van resistente bacteriën. Doxycline aan een dosis van 4 mg/kg zorgde voor een significante aanrijking van resistente E. coli, Enterobacteriaceae en totale anaeroben. Zelfs de laagste concentratie van 1 mg/kg doxycycline veroorzaakte een stijging van resistente E. coli bacteriën. Met metagenomics bleken echter geen grote verschillen tussen het microbioom zonder doxycycline of met de drie concentraties aan doxycycline.
Mogelijks vervangen resistente bacteriën de gevoelige binnen eenzelfde soort, en dat kan niet opgepikt worden via metagenomics. Uit deze analyse blijkt dat metagenomics en klassieke methodes niet noodzakelijk leiden tot dezelfde conclusies. Beide technieken hebben hun voor- en nadelen, en zijn beiden nodig bij de opsporing van antibioticaresistentie als gevolg van contaminatie van voeder.
Project: Study of gastrointestinal communities of cows and pigs by metagenomics, with the focus on methane emissions and antibiotic resistance
Looptijd: 2014 - 2018
Samenwerking: UGent
