Antimikrobiotika in niedriger Konzentration im medizinischen Blutegel selektieren resistente Erreger, die auf Patienten übergehen
Low-Level Antimicrobials in the Medicinal Leech Select for Resistant Pathogens That Spread to Patients
Experimentelle mikrobiologische Studie mit vergleichender Genomik in der Zeitschrift mBio (2018)
Abstract
Fluoroquinolones (FQs) and ciprofloxacin (Cp) are important antimicrobials that pollute the environment in trace amounts. Although Cp has been recommended as prophylaxis for patients undergoing leech therapy to prevent infections by the leech gut symbiont Aeromonas, a puzzling rise in Cp-resistant (Cpr) Aeromonas infections has been reported. We report on the effects of subtherapeutic FQ concentrations on bacteria in an environmental reservoir, the medicinal leech, and describe the presence of multiple antibiotic resistance mutations and a gain-of-function resistance gene. We link the rise of CprAeromonas isolates to exposure of the leech microbiota to very low levels of Cp (0.01 to 0.04 µg/ml), <1/100 of the clinical resistance breakpoint for Aeromonas Using competition experiments and comparative genomics of 37 strains, we determined the mechanisms of resistance in clinical and leech-derived Aeromonas isolates, traced their origin, and determined that the presence of merely 0.01 µg/ml Cp provides a strong competitive advantage for Cpr strains. Deep-sequencing the Cpr-conferring region of gyrA enabled tracing of the mutation-harboring Aeromonas population in archived gut samples, and an increase in the frequency of the Cpr-conferring mutation in 2011 coincides with the initial reports of CprAeromonas infections in patients receiving leech therapy.IMPORTANCE The role of subtherapeutic antimicrobial contamination in selecting for resistant strains has received increasing attention and is an important clinical matter. This study describes the relationship of resistant bacteria from the medicinal leech, Hirudo verbana, with patient infections following leech therapy. While our results highlight the need for alternative antibiotic therapies, the rise of Cpr bacteria demonstrates the importance of restricting the exposure of animals to antibiotics approved for veterinary use. The shift to a more resistant community and the dispersion of Cpr-conferring mechanisms via mobile elements occurred in a natural setting due to the presence of very low levels of fluoroquinolones, revealing the challenges of controlling the spread of antibiotic-resistant bacteria and highlighting the importance of a holistic approach in the management of antibiotic use.
Abstract aus PubMed (NCBI) für den zitierten Eintrag, in der Originalsprache wiedergegeben. Maßgeblich ist die Fassung der Originalpublikation.
Das Abstract wird nicht übersetzt, damit die eigene Wortwahl der Autoren erhalten bleibt.
Zusammenfassung
Untersucht wurden Wirkungen subtherapeutischer Fluorchinolon-Konzentrationen auf Bakterien im medizinischen Blutegel (Hirudo verbana). Kompetitionsexperimente und vergleichende Genomik von 37 Stämmen zeigten, dass bereits 0,01 µg/ml Ciprofloxacin den resistenten Stämmen einen starken Wettbewerbsvorteil verschafft. Resistenzmechanismen wurden in klinischen und aus Blutegeln gewonnenen Aeromonas-Isolaten charakterisiert; eine Zunahme der resistenzvermittelnden gyrA-Mutation in archivierten Proben im Jahr 2011 fiel mit ersten Berichten über ciprofloxacinresistente Aeromonas-Infektionen bei Blutegeltherapie-Patienten zusammen. Die Autoren schlussfolgern, dass geringste Antibiotikakonzentrationen resistente Populationen selektieren, und fordern eine Begrenzung des veterinärmedizinischen Antibiotikaeinsatzes.
Warum dies für die Hirudotherapie relevant ist
Anhand von Konkurrenzexperimenten und vergleichender Genomik von 37 Stämmen verknüpft diese Studie den berichteten Anstieg ciprofloxacin-resistenter Aeromonas-Infektionen nach Blutegeltherapie mit der Exposition der Darmmikrobiota des medizinischen Blutegels (Hirudo verbana) gegenüber sehr niedrigen, subtherapeutischen Fluorchinolon-Konzentrationen (0,01–0,04 µg/ml, unter 1/100 des klinischen Resistenz-Grenzwerts), identifiziert Resistenzmutationen in gyrA sowie ein Resistenzgen mit Funktionsgewinn und datiert eine Zunahme der resistenten Population auf etwa 2011. Dies ist hochrelevant und mahnend für die Hirudotherapie: Aeromonas ist der wichtigste Darmsymbiont des Blutegels, der hinter der Infektion nach der Blutegelbehandlung steht, und die Arbeit argumentiert, dass eine spurenhafte Antibiotika-Kontamination der Umwelt genau jene ciprofloxacin-Prophylaxe untergraben kann, die zur Vorbeugung dieser Infektionen eingesetzt wird, was die Notwendigkeit eines verantwortungsvollen Antibiotikaeinsatzes und alternativer Prophylaxestrategien untermauert. Es handelt sich um eine mechanistische mikrobiologische und genomische Studie, nicht um eine klinische Studie; sie misst keine Patienteninfektionsraten unter verschiedenen Prophylaxeregimen, sodass ihre klinischen Implikationen zwar wichtig, aber inferenziell bleiben.
Zitation
Low-Level Antimicrobials in the Medicinal Leech Select for Resistant Pathogens That Spread to Patients.
Beka L et al. · mBio, 2018
Verwandter klinischer Kontext
Erfahren Sie, wie diese Forschung mit der klinischen Praxis verknüpft ist
Verwandte Forschungsarbeiten
Weitere begutachtete Studien in der Kategorie „Antimikrobielle Resistenz“.
- Novel Leech Antimicrobial Peptides — Hirunipins — Kumar et al. (2025)
- Leech therapy (Hirudo medicinalis) attenuates testicular damages induced by testicular ischemia/reperfusion in an animal model — Davoodi F et al. (2021)
- AIF-1 and RNASET2 Play Complementary Roles in the Innate Immune Response of Medicinal Leech — Baranzini N et al. (2019)
- Medicinal leech antimicrobial peptides lacking toxicity represent a promising alternative strategy to combat antibiotic-resistant pathogens — Grafskaia E et al. (2019)
- Antimicrobial Role of RNASET2 Protein During Innate Immune Response in the Medicinal Leech Hirudo verbana — Baranzini N et al. (2020)
- Morganella Morganii Infection in Hirudo Medicinalis (Iran): A Case Report — Rahmati Holasoo H et al. (2022)
- Klinische Wirksamkeit von Jalaukawacharana (Blutegelapplikation) bei thrombosierten Hämorrhoiden — Bhagat P, Raut S, Lakhapati A (2012)
- Determination of disulfide linkages in antimicrobial peptides of the macin family by combination of top-down and bottom-up proteomics — Hung CW, Jung S, Grötzinger J, Gelhaus C, Leippe M, Tholey A (2014)
- Molecular characterization of two novel antibacterial peptides inducible upon bacterial challenge in an annelid, the leech Theromyzon tessulatum — Tasiemski A, Vandenbulcke F, Mitta G, Lemoine J, Lefebvre C, Sautière PE, Salzet M (2004)
- Macin family of antimicrobial proteins combines antimicrobial and nerve repair activities — Jung S, Sönnichsen FD, Hung CW et al. (2012)
Zur ASH-Bibliothek hinzugefügt: 27. Mai 2026 · Letzte Aktualisierung der Website: 18. Juni 2026