Estudio del resistoma del compost: identificación de genes bacterianos resistentes a antibióticos

Abstract

El uso indiscriminado de antibióticos durante las últimas décadas, tanto en humanos como en animales, ha promovido la aparición de gran número de genes resistentes a antibiótico (ARGs). Esto se traduce en un preocupante problema sanitario dado que cada vez resulta más complicado tratar infecciones de manera eficiente debido a la proliferación de bacterias con ARGs. Dentro de las diferentes estrategias para controlar y gestionar la presencia de estos ARGs en el medioambiente se encuentra el compostaje del estiércol de animales tratados con antibióticos. Mediante esta técnica se consigue reducir la proliferación y el impacto de los ARGs por lo que sería interesante conocer la composición genómica del compost. En este trabajo se estudia la distribución de los ARGs en diferentes muestras de compost usando datos de secuenciación masiva. Para ello primero se ha generado una base de datos de ARGs partiendo de datos bibliográficos. Posteriormente se han seleccionado varios metagenomas de muestras de compost y, por último, los reads presentes en estos metagenomas se han alineado con los genes de la base de datos. Los resultados preliminares muestran que las resistencias más frecuentes de los genes (aminoglucósidos, tetraciclinas, multirresistencia) son similares en los diferentes casos estudiados. Son tipos de resistencias ampliamente conocidos debido a su incidencia clínica. A pesar de que no se haya podido completar la planificación inicial, ha sido posible identificar un alto número de ARGs en las muestras de compost, lo que es indicativo de la ubiquidad de genes resistentes en el medioambiente.

The extensive use of antibiotics during the last decades, both in humans and farm animals, has promoted the appearance of many antibiotic resistant genes (ARGs). This is a worrying health issue because it is increasingly difficult to treat bacterial infections efficiently due to the spread of bacteria with ARGs. Among the different strategies to control and manage the presence of these ARGs in the environment, composting of manure of animals treated with antibiotics is one of them. Using this technique it is possible to reduce the proliferation and the impact of the ARGs, so it would be interesting to know the genomic composition of the compost. In this work the distribution of ARGs in different compost samples is studied using next-generation sequencing data. First a database of ARGs was generated based on literature data. Then, several metagenomes from compost samples were selected and lastly, the reads present in these metagenomes were aligned to the genes in the database. Preliminary results show that the most frequent resistances in genes (aminoglycoside, tetracycline, multidrug) are similar in all the different cases studied. They are widely known types of resistance due to their clinical incidence. Even though it was not possible to complete the initial planning, it was possible to identify a high number of ARGs in compost samples, which is indicative of the ubiquity of the resistant genes in the environment.

L'ús indiscriminat d'antibiòtics durant les últimes dècades, tant en humans com en animals, ha promogut l'aparició de gran nombre de gens resistents a antibiòtic (args). Això es tradueix en un preocupant problema sanitari atès que cada vegada resulta més complicat tractar infeccions de manera eficient a causa de la proliferació de bacteris amb args. Dins de les diferents estratègies per controlar i gestionar la presència d'aquests args en el medi ambient es troba el compostatge de fems d'animals tractats amb antibiòtics. Mitjançant aquesta tècnica s'aconsegueix reduir la proliferació i l'impacte dels args pel que seria interessant conèixer la composició genòmica de l'compost. En aquest treball s'estudia la distribució dels args en diferents mostres de compost usant dades de seqüenciació massiva. Per a això primer s'ha generat una base de dades de args partint de dades bibliogràfiques. Posteriorment s'han seleccionat diversos metagenomas de mostres de compost i, finalment, els reads presents en aquests metagenomas s'han alineat amb els gens de la base de dades. Els resultats preliminars mostren que les resistències més freqüents dels gens (aminoglicòsids, tetraciclines, multiresistència) són similars en els diferents casos estudiats. Són tipus de resistències àmpliament coneguts per la seva incidència clínica. Tot i que no s'hagi pogut completar la planificació inicial, ha estat possible identificar un alt nombre de args en les mostres de compost, el que és indicatiu de la ubiqüitat de gens resistents en el medi ambient.