Browsing by Subject "antibioottiresistenssi"

Antibioottien ylenmääräinen käyttö ja uusien antibioottien puute ovat johtaneet antibiooteille vastustuskykyisten bakteerien aiheuttamien sairauksien yleistymiseen. Lisääntynyt antibioottiresistenssi on maailmanlaajuinen ongelma, joka uhkaa globaalia terveyttä ja ruoan turvallisuutta. Staphylococcus aureus ja Pseudomonas aeruginosa ovat sairaaloissa yleisiä infektioita aiheuttavia mikrobeja. Metisilliiniresistentti S. aureus eli MRSA pystyy aiheuttamaan infektioita lähes missä tahansa kudoksessa. P. aeruginosa on akvaattisissa ympäristöissä yleinen mikrobi, joka on usein luonnollisesti vastustuskykyinen useille antibiooteille. Lisäksi molemmat bakteerit kykenevät biofilmin muodostamiseen, joka heikentää entisestään antibioottien tehoa. Jätevesien puhdistamoilla on yleisesti havaittu esiintyvän S. aureus- ja P. aeruginosa -bakteereita, mutta suurin osa tutkimuksista on keskittynyt tulevan ja käsitellyn jäteveden mikrobimääriiin ja/tai aktiivilietteeseen. Jätevesillä on ehdotettu olevan merkittävä rooli antibioottiresistenssin kehittymisessä ja leviämisesessä. Jätevesien puhdistamot keräävät yhteen kotitalouksien, teollisuuden ja sairaaloiden jätevesiä ja luovat niiden mukana tulleille mikrobeille tilaisuuden sekoittua ja vaihtaa geneettistä materiaalia, kuten antibioottiresistenssigeenejä. Toisaalta ne ovat myös paikkoja, joissa antibioottiresistenssejä bakteereita vastaan voi kehittyä uusia antimikrobiaalisia aineita tuottavia mikrobeja. Pro Gradu tutkielmani on osa TWIN-A konsortion hanketta ”uusia antibiootteja jätteistä”, jonka päämääränä on uusien antimikrobiaalisten aineiden löytäminen jätevesistä ja teollisista komposteista. Pro Gradu tutkielmassani kartoitan S. aureus ja P. aeruginosa bakteerien esiintymistä jätevedenpuhdistamoiden eri prosesseissa reaaliaika-PCR:n perusteella. Tutkimukseni tuloksia voidaan käyttää hankkeen jatkotutkimuksissa sekä jätevedenpuhdistamoiden riskinarvioinnissa. S. aureus -bakteeria kartoitettiin metisilliiniresistenttiä koodaavan mecA-geenin avulla ja S. aureus -bakteerille spesifistä nukleaasia koodaavan nucA-geenien avulla. P. aeruginosa -bakteeria kartoitettiin gyrB- ja ecfX-geenien avulla. Lisäksi näiden geenien kartoituksessa oli apuna koettimet.GyrB- ja ecfX-geeneissä olevilla muutoksilla on havaittu olevan vaikutusta bakteerin virulenssikykyyn. Kartoitettuja geenejä havaittiin esiintyvän yleisesti jätevedenpuhdistamojen prosesseissa, mutta pitoisuudet olivat alle määritysrajan. MecA-geenin esiintymisfrekvenssi oli nucA-geeniä suurempi, joka voi johtua siitä, että mecA-geeniä esiintyy myös muilla stafylokokki-lajeilla, kun nucA-geeni on spesifinen S. aureus-lajille. Myös gyrB-geenin esiintymisfrekvenssi oli korkeampi kuin ecfX-geenin, joka selittynee gyrB-geenin heikommalla lajispesifisyydellä. Kaikkien kartoitettujen geenien esiintyminen oli painottunut välppeeseen, aktiivilietteisiin, raakalietteeseen, palautuslietteeseen ja tiivistämölietteisiin. Välppeen läheinen kontakti ihmisen kanssa ja suuri orgaanisen aineen määrä selittävät korkeita esiintymisfrekvenssejä tässä prosessissa. Mikrobeille otolliset olot ja mikrobien sorptio aktiivilietteeseen selittävät kartoitettujen bakteerien yleisyyden aktiivilietteissä ja sen jälkeisissä prosesseissa mädättämölle asti. Mädättämöllä anaerobinen mädätys johtaa kartoitettujen geenien vähenemiseen. Mädättämöliete käsitellään Suomessa pääosin kompostoimalla, jossa lämpötilan nousu tappaa suurimman osan patogeeneistä. Kartoitettujen geenien poistuminen jätevedenpuhdistusprosesseista aktiivilietteen mukana, selittää myös geenien matalamman esiintymisfrekvenssin käsitellyssä jätevedessä verrattuna tulevaan jäteveteen. Tulosten perusteella kartoitetut bakteerit ja niiden antibioottiresistenssigeenit eivät aiheuta riskiä ympäristölle. Vaikka havaitut pitoisuudet olivat alle määritysrajan on kuitenkin hyvä pitää mielessä, että ympäristötekijöistä riippuen antibioottiresistenssigeenit ja bakteerit voivat kertyä ympäristöön ja sopivissa olosuhteissa lisääntyä ekspotentiaalisesti. Multiresistenssien bakteerien on myös havaittu selviävän paremmin jätevedenpuhdistusprosesseista, jonka vuoksi tilannetta olisi hyvä seurata tulevaisuudessa.

The objective of this thesis was to isolate and characterized phages from Beninese wastewater samples against clinical Acinetobacter baumannii strains for phage therapy use. A. baumannii is one of the most threatening nosocomial bacteria because most of the strains are resistant towards all commonly used antibiotics. One promising alternative treatment method could be phage therapy that utilizes lytic phages to dispose of specific bacteria. In this thesis, seven phages infecting clinical A. baumannii strains were isolated and two of them were characterized more in detail. Phages vB_AbaA_fBenAci001 (fBen-Aci001) and vB_Aba_fBenAci002 (fBen-Aci002) were members of the Friunavirus genus of the Autographiviridae family. In addition, they were the only phages characterised from their respective species to date. The genome analysis revealed 82.2% identity between the phages. No genes indicating lysogenic lifecycle, or genes encoding bacterial toxins or antibiotic resistance were identified from either of them. Phage fBen-Aci001 were infecting 4% and fBen-Aci002 were infecting 9% of tested 23 clinical A. baumannii isolates. Phylogenetic tree which was constructed based on whole genome sequences was compared to the trees that were made using tailspike proteins and capsid proteins. No correlation between genome-wide tree and trees built based on single genes were seen. In conclusion, the Beninese hospital wastewater appeared to be a good source for A. baumannii phages, as several phages were isolated and they were infecting clinical multidrug resistant strains isolated from Finnish patients. Phages fBen-Aci001 and fBen-Aci002 were concluded to be potential candidates to be used in the phage therapy though the narrow host range might negatively affect their usability.

Umpihoitoja käytetään lypsykarjalla umpeutuksen yhteydessä hoitamaan jo olemassa olevia utaretulehduksia sekä ehkäisemään uusia infektioita. Suomessa käytetään umpeutuksen yhteydessä pitkävaikutteisia mikrobilääkkeitä sisältävien valmisteiden lisäksi vedintulppavalmisteita, jotka mekaanisesti estävät mikrobien kulkeutumista utareeseen. Tämä tutkielma sisältää umpihoitoja ja niiden vaikutuksia käsittelevän kirjallisuuskatsauksen lisäksi tutkimuksen, jolla pyrittiin keräämään tietoa suomalaisten lypsykarjatilojen umpihoitokäytänteistä. Ennakko-oletuksena oli, että suurin osa suomalaisista lypsykarjatiloista käyttää mikrobilääkkeellistä umpihoitoa valikoiden vain tietyille lehmille, eli umpihoitokäytäntö on selektiivinen. Selektiivisessä umpihoitokäytännössä tavoitteena on hoitaa jo olemassa olevat utaretulehdukset. Umpihoitovalmisteet ovat kertahoitoina verrattaen vaivattomia ja edullisia, ja niiden hoitovasteet ovat hyvät. Kirjallisuuden perusteella umpihoidot pienentävät sekä kliinisen että piilevän utaretulehduksen riskiä umpikauden lisäksi myös seuraavalla lypsykaudella. Mikrobilääkkeiden käyttöön liittyy kuitenkin kasvava huoli lisääntyvästä mikrobilääkeresistenssistä, ja antibiootteja sisältävät umpihoidot voivatkin muodostaa merkittävän osan lypsykarjalla käytetyistä mikrobilääkkeistä. Tutkimusten perusteella kaikkien umpeutettavien lehmien hoito mikrobilääkkein ei ole taloudellisesti kannattavampaa kuin selektiivinen umpihoito. Maailmalla useassa maassa, joissa on rutiininomaisesti umpihoidettu lähes kaikki lehmät mikrobilääkkein, pyritäänkin siirtymään selektiiviseen umpihoitokäytäntöön. Suomalaisten lypsykarjojen umpihoitokäytänteisiin liittyvä tutkimus toteutettiin lypsykarjatilallisille suunnattuna kyselytutkimuksena, osana laajempaa umpeutuskäytänteisiin ja vedinsairauksiin liittyvää tutkimuskokonaisuutta. Kyselyyn saatiin 230 vastausta. Vastaajista 77 % kertoi tilan umpihoitokäytännön olevan selektiivinen. Heistä 72 % arvioi hoitavansa antibiootein korkeintaan neljäsosan lehmistä. Kriteerit, joilla selektiivistä umpihoitoa käyttävät vastaajat kertoivat valitsevansa mikrobilääkkein hoidettavat lehmät, olivat pääosin linjassa Helsingin Yliopiston tuotantoeläinsairaalan suositusten kanssa. Vastaajista 6 % kertoi, ettei tilalla käytetä mikrobilääkkeellistä umpihoitoa lainkaan. He perustelivat käytäntöään sillä, ettei umpihoidoille ole nähty tarvetta, tai umpihoidoista ei ole havaittu olevan etua. Vastaajista 17 % taas kertoi hoitavansa kaikki umpeutettavat lehmät mikrobilääkkein. Verrattaessa umpihoitokäytäntöjä tilojen perustietoihin, vaikuttaa siltä että mikrobilääkkeellisiä umpihoitoja käytetään enemmän isoissa kuin pienissä karjoissa. Vedintulppavalmisteita kertoi käyttävänsä 36 % kyselyyn vastanneista tilallisista. Heistä 43 % kertoi käyttävänsä vedintulppavalmisteita kaikille lehmille. Kirjallisuuden perusteella vedintulppavalmisteiden teho utaretulehdusten ennaltaehkäisyssä on selkeä, ilman huolta mikrobilääkeresistenssin lisääntymisestä. Umpihoidot ovat merkittävä osa lypsykarjatilan utareterveyden hallintaa. Tilan olosuhteet ja utareterveystilanteen tunteva eläinlääkäri on tärkeässä roolissa vaikuttamassa tilalla käytössä olevaan umpihoitokäytäntöön. Parhaimmillaan tilallisten ja eläinlääkärin välisenä yhteistyönä pystytään sopimaan kullekin tilalle sopivimmat kriteerit eri tyyppisten umpihoitojen käytölle.

Antimicrobial resistance (AMR) is an emerging global health threat with the growing number of antibiotic-resistant bacteria (ARB) having the alarming potential to return humanity to the pre-antibiotic era. Intensive animal production is globally one of the biggest sectors using antibiotics. It has been studied that fertilizing fields with animal manure spreads antimicrobial resistance genes (ARGs) in natural environments. The aim of this study was to determine the host range of three ARGs tetM, strB and qacE∆1 in soil and manure samples collected from a Finnish swine farm. In addition, the microbial communities in the same soil and manure samples were studied and compared. Six different sample types were taken, four from soil and two from manure. Soil samples included unfertilized soil, fertilized soil, soil two weeks after fertilization and soil six weeks after fertilization. Manure samples were taken from fresh and stored manure. Host range analysis was done by using Emulsion, Paired Isolation and Concatenation PCR (epicPCR). EpicPCR enables to link a gene of interest to the 16S rRNA gene of the bacterium that carries the gene in its genome. Microbial communities in soil and manure were analyzed and compared with the traditional 16S rRNA gene sequencing. Host range analysis with epicPCR revealed various bacterial genera as carriers for studied ARGs. Fertilized soil had the highest number of genera carrying the ARGs. This indicates that land application with animal manure increases the ARG load in soil. Microbial communities were found significantly different in soil and manure according to the 16S rRNA gene sequences. The results of epicPCR indicate that epicPCR has also potential for solid samples such as soil and manure as according to publications it has been mainly used for different water samples e.g., wastewaters. As a method epicPCR still requires optimization if applied for these sample materials in the future. A clear reduction in the number of genera carrying the ARGs was observed in six weeks after fertilization. Therefore, fertilizing fields only before cropping season, instead of fertilizing the fields year-round, might be one solution for reducing the ARG dissemination in soil in countries with high antibiotic consumption.