Efectele frontierelor unei diete de patru săptămâni cu doze mari de oxid de zinc, suplimentate cu Escherichia comensală

Antimicrobiene, rezistență și chimioterapie

Editat de
Patrick R. Butaye

Școala de Medicină Veterinară a Universității Ross, Saint Kitts și Nevis

Revizuite de
Catherine M. Logue

Universitatea din Georgia, Statele Unite

JEROEN DEWULF

Universitatea din Gent, Belgia

Afilierile editorului și ale recenzenților sunt cele mai recente oferite în profilurile lor de cercetare Loop și este posibil să nu reflecte situația lor în momentul examinării.

frontierelor

  • Descărcați articolul
    • Descărcați PDF
    • ReadCube
    • EPUB
    • XML (NLM)
    • Suplimentar
      Material
  • Citarea exportului
    • Notă finală
    • Manager de referință
    • Fișier TEXT simplu
    • BibTex
DISTRIBUIE PE

Cercetare originală ARTICOL

  • 1 Microscopie avansată cu lumină și electronică (ZBS-4), Institutul Robert Koch, Berlin, Germania
  • 2 Institutul de Microbiologie și Epizootie, Centrul de Medicină Infecțioasă, Freie Universität Berlin, Berlin, Germania
  • 3 Microbian Genomics (NG1), Institutul Robert Koch, Berlin, Germania
  • 4 agenți patogeni nosocomiali și rezistențe la antibiotice, Institutul Robert Koch, Wernigerode, Germania
  • 5 Institutul pentru Epidemiologie Veterinară și Biostatistică, Freie Universität Berlin, Berlin, Germania
  • 6 Institutul Robert Koch, Berlin, Germania

Introducere

Enterotoxigenic Escherichia coli (ETEC) sunt asociate în mod obișnuit cu diareea după înțărcare (PWD) la purcei, o boală care cauzează pierderi grave în industria porcinelor la nivel mondial (Fairbrother și colab., 2005; Rhouma și colab., 2017a). În prezent, sunt utilizate diferite strategii pentru a reduce costurile economice asociate ETEC în creșterea porcilor, inclusiv tratamentul oral cu sulfat de colistină în unele regiuni ale lumii (Rhouma și colab., 2017b), vaccinarea (Moon și Bunn, 1993; Blázquez și colab., 2018) și probiotice (Li și colab., 2018; Yan și colab., 2018). În plus, suplimentarea dietetică cu oxid de zinc la nivel înalt este utilizată împotriva PWD în sectorul producției de porci (Fairbrother și colab., 2005; Vahjen și colab., 2011; Bednorz și colab., 2013; Starke și colab., 2014; Pieper și colab. al. al., 2015; Kloubert și colab., 2018).

Cu toate acestea, în special efectele dietelor bogate în zinc asupra populațiilor de bacterii intestinale porcine E coli, nu sunt încă pe deplin înțelese. Zincul este al doilea metal de tranziție cel mai abundent în majoritatea filelor și este considerat în general esențial pentru viață. Împreună cu cuprul, este un oligoelement important necesar funcției hormonale, reproducerii, sintezei vitaminelor, formării enzimelor și promovează o funcție puternică a sistemului imunitar (Yu și colab., 2017). Ambele metale sunt de obicei adăugate la hrana animalelor în cantități necesare funcției fiziologice a corpului (Yazdankhah și colab., 2014; Yu și colab., 2017).

Ca cation bivalent (Zn 2+), zincul joacă un rol important ca cofactor catalitic și structural în practic toate aspectele metabolismului celular (Vallee și Auld, 1990). Păstrarea unei homeostazii intracelulare echilibrate a zincului este o condiție prealabilă pentru mamifere și majoritatea speciilor bacteriene (Nies și Grass, 2009). Prin urmare, cantitățile de zinc din celule sunt foarte reglementate, deoarece privarea de zinc împiedică creșterea bacteriană, în timp ce un exces de zinc ar putea fi toxic (Gielda și DiRita, 2012). Factorii raportați pentru creșterea nivelului de toleranță la zinc în E coli descrise până acum includ facilitatorul difuziei cationice (CDF) ZitB, P1-tip ATPaza ZntA și transportorul fosfat anorganic cu afinitate redusă Pit (Beard și colab., 2000; Grass și colab., 2005; Deus și colab., 2017; Hoegler și Hecht, 2018).

Până în prezent, o toleranță crescută față de (urme) de metale, inclusiv zincul, este în mod clar legată de gene care conferă rezistență la antibiotice la diferite specii bacteriene (Cavaco și colab., 2011; Agga și colab., 2014; Medardus și colab., 2014; Becerra -Castro și colab., 2015; Song și colab., 2017; van Alen și colab., 2018), indicând posibil un efect co-selectiv îngrijorător al utilizării masei de oxid de zinc (Seiler și Berendonk, 2012; Bednorz și colab., 2013 ).; Yazdankhah și colab., 2014; Ciesinski și colab., 2018). În consecință, actuala contaminare antropică a mediului cu metale grele este considerată o problemă gravă (Seiler și Berendonk, 2012).

În E coli, o rețea extinsă, fin reglată de pompe de eflux, liganzi și factori de transcripție este implicată în osmoadapția intracelulară și detoxifierea metalelor grele, care garantează, de asemenea, menținerea homeostaziei celulare a zincului (Hantke, 2005; Nies și Grass, 2009; Porcheron și colab., 2013; Watly și colab., 2016). Studii recente au arătat că nivelurile de toleranță la zinc diferă nu numai între speciile bacteriene, ci și în cadrul anumitor specii, inclusiv E coli de origine umană și aviară (Deus și colab., 2017; Stocuri și colab., 2019).

Scopul acestei lucrări este de a studia efectele dietelor bogate în zinc asupra unei colecții reprezentative selectate de intestine E coli obținut de la purcei după înțărcare, luând în considerare o asociere presupusă a unui exces nutritiv de oxid de zinc și (i) niveluri fenotipice de toleranță la zinc, (ii) profiluri de susceptibilitate la antibiotice și biocide și (iii) gene implicate în rezistența antimicrobiană, zinc (metal greu )) - și toleranța la biocide.

Materiale și metode

Selecția dimensiunii eșantionului și izolarea

Setul reprezentativ al E coli izolatele investigate aici au fost selectate pe baza unui studiu anterior de hrănire (Ciesinski și colab., 2018) efectuat în conformitate cu principiile Declarației de la Basel, în conformitate cu orientările instituționale și naționale pentru îngrijirea și utilizarea animalelor. Protocolul a fost aprobat de biroul local de sănătate și securitate tehnică la locul de muncă „Landesamt für Gesundheit und Soziales, Berlin” (LaGeSo Reg. Nr. 0296/13) așa cum s-a descris anterior (Ciesinski și colab., 2018).