Низкие уровни антимикробных препаратов в медицинской пиявке отбирают резистентные патогены, передающиеся пациентам

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.

Аннотация взята из PubMed (NCBI) для цитируемой записи и приводится на языке оригинала. Авторитетной является версия в исходной публикации.

Аннотация оставлена без перевода, чтобы сохранить собственные формулировки авторов.

Авторы изучали влияние субтерапевтических концентраций фторхинолонов, включая ципрофлоксацин (0,01–0,04 мкг/мл, менее 1/100 клинического порога резистентности для Aeromonas), на микробиоту медицинской пиявки Hirudo verbana. Методами конкурентных экспериментов и сравнительной геномики 37 штаммов установлены мутации множественной лекарственной устойчивости, приобретённый ген резистентности и конкурентное преимущество ципрофлоксацин-резистентных штаммов при 0,01 мкг/мл. Глубокое секвенирование gyrA показало рост частоты мутации в 2011 г., совпавший с первыми сообщениями об инфекциях, вызванных ципрофлоксацин-резистентными Aeromonas, у пациентов, получающих гирудотерапию; авторы подчёркивают необходимость ограничивать воздействие антибиотиков на животных.

Узнайте, как это исследование связано с клинической практикой

Другие рецензируемые исследования в разделе «Антимикробная резистентность».

• Novel Leech Antimicrobial Peptides — Hirunipins — Kumar et al. (2025)
• Лечение пиявками (Hirudo medicinalis) ослабляет повреждения яичка, вызванные ишемией/реперфузией яичка, на экспериментальной модели у животных — Davoodi F et al. (2021)
• AIF-1 и RNASET2 играют комплементарные роли во врождённом иммунном ответе медицинской пиявки — Baranzini N et al. (2019)
• Антимикробные пептиды медицинской пиявки, не обладающие токсичностью, — перспективная альтернативная стратегия борьбы с патогенами, устойчивыми к антибиотикам — Grafskaia E et al. (2019)
• Антимикробная роль белка RNASET2 во врождённом иммунном ответе медицинской пиявки Hirudo verbana — Baranzini N et al. (2020)
• Инфекция Morganella morganii у Hirudo medicinalis (Иран): описание случая — Rahmati Holasoo H et al. (2022)
• Клиническая эффективность Джалаукавачараны (применения пиявок) при тромбированном геморрое — Bhagat P, Raut S, Lakhapati A (2012)
• Определение дисульфидных связей в антимикробных пептидах семейства макинов путём сочетания нисходящей (top-down) и восходящей (bottom-up) протеомики — Hung CW, Jung S, Grötzinger J, Gelhaus C, Leippe M, Tholey A (2014)
• Молекулярная характеристика двух новых антибактериальных пептидов, индуцируемых при бактериальном воздействии, у кольчатого червя — пиявки Theromyzon tessulatum — Tasiemski A, Vandenbulcke F, Mitta G, Lemoine J, Lefebvre C, Sautière PE, Salzet M (2004)
• Семейство мацинов — противомикробных белков, сочетающих антимикробную и нейрорепаративную активность — Jung S, Sönnichsen FD, Hung CW et al. (2012)

Все исследования, проанализированные ASH →