Screening Levensmiddelen voor klasse 1 integrons en Gene Cassettes

De ontdekking van antibiotica was een van de grootste wetenschappelijke prestaties van de 20 ^ste eeuw. Echter, het gebruik en misbruik van antibiotica heeft geleid tot de snelle evolutie van antibiotica resistente bacteriën, en die nu een ernstige bedreiging voor de volksgezondheid in ^de 21e eeuw poseren. De opkomst van bacteriestammen resistent tegen de meeste behandelingen verhoogt de mogelijkheid we betreden een tijdperk waarin antimicrobiële geneesmiddelen zijn niet langer effectief ^1,2.

De genetische machines die antibiotica-resistentie is een oud systeem, die dateren van vóór de mens en antibiotische selectie druk door miljoenen jaren ^3. Mobiele genetische elementen, zoals plasmiden, transposons, genomische eilanden, integratieve conjugatieve elementen en integronen kan verspreiden antibiotica resistentiegenen (ARG), zowel binnen als tussen bacteriesoorten ^4. Hiervan hebben integrons een centrale rol in de verspreiding van ARG gespeeld, ondanksfeit dat ze vertrouwen op plasmiden en transposons voor de mobilisatie en het inbrengen in bacteriële genomen ^5. Integronen vastleggen gencassettes via een integron-integrase, en vervolgens tot expressie cassettes middels een integron gecodeerd promoter ^6,7 (figuur 1). Integron gen cassettes zijn kleine mobiele elementen bestaande uit enkele open reading frames (ORF), waarvan de producten kan resistentie tegen antibiotica of ontsmettingsmiddelen ^8. Klasse 1 integronen zijn de integronen meest hersteld van klinische isolaten ^5, waar ze gezamenlijk hebben verworven meer dan 130 verschillende antibioticumresistentiegen cassettes ^9.

De verspreiding van klasse 1 integronen in-menselijke geassocieerd commensale en pathogene bacteriën genereert afvalstromen mens dat een groot aantal van deze genetische elementen ¹⁰ bevatten. Naar schatting 10 ¹⁹ bacteriën die klasse 1 integronen bevatten, worden vrijgegeven via zuiveringsslib elk jaar in het Verenigd Koninkrijk ^11. Het is daarom niet verwonderlijk dat klasse 1 integronen verlenen antibioticaresistenties worden nu gedetecteerd in microbiota van wilde vogels, vissen en andere inheemse dieren ^12-14. Vrijgeven integronen terug in het milieu vormt een belangrijke bedreiging voor de volksgezondheid, omdat de verwerving van nieuw gen cassettes en complexe herschikkingen met andere mobiele elementen blijft optreden, met name in zuiveringsinstallaties en andere waterlichamen ^15-18. De natuurlijke omgeving wordt dan een vruchtbare werven voor nieuwe weerstand determinanten en opportunistische pathogenen ^19,20. Novel-Integron met bacteriën en nieuwe gegeven argumenten terug omcirkelen in de menselijke gemeenschap via besmet water en voedsel ^21,22. Bewaking van het milieu ARGs is een belangrijke strategie voor het begrijpen en beheren van resistentie tegen antibiotica in de toekomst ^23. In het bijzonder moet aandacht worden besteed aan levensmiddelen die rauw worden gegeten oflichtvaardig gekookt, omdat deze presenteren de grootste bedreiging voor de overdracht van nieuwe mobiele elementen en ziekteverwekkers.

In dit protocol, een gestroomlijnde benadering voor het detecteren, identificeren en karakteriseren van klasse 1 integronen en bijbehorende gencassettes in levensmiddelen worden beschreven (Figuur 2). Met een combinatie van kweken en polymerase kettingreactie (PCR), kan integrons snel worden gedetecteerd in complexe bacteriële en individuele isolaten. Werkwijzen voor het identificeren van de soorten bacteriën en de conformatie en identiteit van het Integron geassocieerde gencassettes gegeven. De werkwijze is geschikt voor een breed scala van plantaardige en dierlijke voedingsmiddelen en voorbeelden zijn werkstromen voor elk van deze soorten voedsel.