Acvacultura somonului și rezistența antimicrobiană în mediul marin
Afiliere Centro i∼mar, Universitatea din Los Lagos, Puerto Montt, Chile
Departamentul de afiliere pentru microbiologie și imunologie, New York Medical College, Valhalla, New York, Statele Unite ale Americii
Afiliere Centro i∼mar, Universitatea din Los Lagos, Puerto Montt, Chile
Afiliere Centro i∼mar, Universitatea din Los Lagos, Puerto Montt, Chile
Afiliere Centro i∼mar, Universitatea din Los Lagos, Puerto Montt, Chile
Departamentul de afiliere pentru microbiologie și imunologie, New York Medical College, Valhalla, New York, Statele Unite ale Americii
Departamentul de afiliere pentru patologie, New York Medical College, Valhalla, New York, Statele Unite ale Americii
Departamentul de afiliere pentru patologie, New York Medical College, Valhalla, New York, Statele Unite ale Americii
Departamentul de afiliere pentru microbiologie și imunologie, New York Medical College, Valhalla, New York, Statele Unite ale Americii
- Alejandro H. Buschmann,
- Alexandra Tomova,
- Alejandra López,
- Miguel A. Maldonado,
- Luis A. Henríquez,
- Larisa Ivanova,
- Fred Moy,
- Henry P. Godfrey,
- Felipe C. Cabello
Cifre
Abstract
Citare: Buschmann AH, Tomova A, López A, Maldonado MA, Henríquez LA, Ivanova L, și colab. (2012) Salmon Aquaculture and Antimicrobial Resistance in the Marine Environment. PLoS ONE 7 (8): e42724. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0042724
Editor: Martin Krkosek, Universitatea din Otago, Noua Zeelandă
Primit: 3 aprilie 2012; Admis: 11 iulie 2012; Publicat: 8 august 2012
Finanțarea: Această cercetare a fost susținută de un grant acordat de Lenfest Ocean Program/Pew Charitable Trusts către F.C.C. și A.H.B. Finanțatorii nu au avut niciun rol în proiectarea studiului, colectarea și analiza datelor, decizia de publicare sau pregătirea manuscrisului.
Interese concurente: Autorii au declarat că nu există interese concurente.
Introducere
Se crede că acvacultura va constitui sursa a peste peste jumătate din fructele de mare consumate în lume în următorii ani, din cauza prăbușirii pescuitului natural [1]. Cu toate acestea, această viziune optimistă trebuie temperată prin creșterea informațiilor care sugerează că o astfel de extindere poate fi nesustenabilă, deoarece acvacultura generează efecte nefastă, cum ar fi distrugerea habitatului, eutrofizarea și contaminarea mediului cu substanțe chimice și antimicrobiene [2]. Utilizarea terapeutică, care promovează creșterea și profilactica antimicrobienilor a fost introdusă în practica agricolă în anii 1940 și a devenit răspândită în Europa și Statele Unite [3] - [6]. S-a observat curând rezistența antimicrobiană la animalele hrănite cu antimicrobiene [7], îngrijorările cu privire la posibilitățile de transmitere a acestei rezistențe la agenții patogeni umani au urmat la scurt timp după aceea [6], [8], [9] și, într-adevăr, s-a demonstrat că există [ 6]. 10], [11]. Interdicțiile voluntare și legislația privind utilizarea antimicrobienelor ca promotori de creștere în statele membre ale Uniunii Europene începând cu anii 1990 au fost asociate cu o scădere semnificativă a utilizării antimicrobiene fără efecte negative asupra productivității la păsări și porcine [8], [12], [13].
Acvacultura somonului este o industrie în creștere exponențială la nivel mondial, în special în două țări - Norvegia și Chile [14], [15]. În Chile, această creștere a fost însoțită de mortalitate majoră a somonului crescut în țarcuri nete. Acestea pot atinge 50% din producție în anumite condiții, cu pierderi economice mari care rezultă [16], [17]. Această creștere a declanșat îngrijorări cu privire la numeroase probleme de mediu, în special deoarece cantități mari de chimioterapice și antimicrobiene din furaje trec ușor în mediul marin și pot modifica biodiversitatea bacteriană [2], [18] - [22]. Deoarece utilizarea vaccinurilor pentru prevenirea bolilor bacteriene la pești este limitată [16], acest lucru, la rândul său, a condus la utilizarea crescută a antimicrobienelor terapeutice și profilactice [23] - [25]. Estimările conservatoare sugerează că aproximativ 950 de tone metrice de chinolone au fost utilizate în acvacultura somonului în Chile între 2000 și 2008 și aproximativ 1500 de tone de tetraciclină și 478 de tone de florfenicol au fost utilizate în acest scop între 2000 și 2007 [23] - [25 ].
Agenții antimicrobieni sunt de obicei administrați somonului amestecat cu alimente [19], [22]. Mâncărurile nedorite și fecalele de pește care conțin antimicrobieni neabsorbiți și metaboliți antimicrobieni secretați în apă și în sedimentele din mediul siturilor de creștere a somonului își păstrează adesea activitatea antimicrobiană și pot rămâne în mediul acvatic pentru perioade variabile de timp în funcție de concentrațiile inițiale, biodegradabilitatea și caracteristici fizice și chimice [19], [26] - [28]. Astfel de materiale pot selecta bacteriile rezistente la antimicrobiene din coloana de sedimente și apă și pot influența adesea diversitatea microbiană nu numai prin eliminarea bacteriilor sensibile, ci și prin acționarea asupra altor microorganisme sensibile, cum ar fi microalge [22], [26], [29], [ 30].
Selecția bacteriilor rezistente la antimicrobiene în mediul marin ar putea avea efecte nocive asupra piscinei și a sănătății umane prin facilitarea transferului factorilor determinanți genetici ai rezistenței antimicrobiene de la microbii mediului marin la agenții patogeni ai peștilor și bacteriile terestre, inclusiv agenții patogeni umani și animale [19], [22], [23], [31]. Este clar că bacteriile din ecosistemele marine și terestre pot împărtăși genele de rezistență antimicrobiană și că unele gene emergente de rezistență antimicrobiană la agenții patogeni umani pot avea o origine bacteriană acvatică [32] - [35]. De exemplu, patogenul peștilor Yersinia ruckerii, cauza bolii enterice a gurii roșii, împarte o plasmidă de rezistență antimicrobiană și gene de rezistență antimicrobiană cu bacilul ciumei, Yersinia pestis [36]. Această împărțire a elementelor genetice mobile și a genelor de rezistență antimicrobiană între bacteriile de diferite nișe ecologice pune în pericol tratamentul pacienților umani [22], [32] - [34], [36]. Astfel de descoperiri genetice și epidemiologice sugerează cu tărie că ecosistemele acvatice și terestre nu sunt izolate în ceea ce privește diseminarea genelor de rezistență antimicrobiană între populațiile lor bacteriene, probabil ca urmare a transferului orizontal de gene [22], [37].
Nivelul ridicat de utilizare antimicrobiană în acvacultura somonului din Chile ar putea avea impact negativ asupra biodiversității mediului și asupra sănătății terestre a animalelor și a oamenilor prin selectarea bacteriilor din mediul marin care conțin gene de rezistență antimicrobiană. Prin urmare, am comparat numărul de bacterii cultivabile și bacterii rezistente la antimicrobiene pentru trei antimicrobiene utilizate pe scară largă în acvacultura somonului chilian (oxitetraciclină, acid oxolinic și florfenicol) în sedimentul marin adiacent la țarcurile de acvacultură a somonului și la un loc de control la 8 km distanță, fără acvacultură observată sau alte activități umane.