Utilizarea veterinară a terapiei cu bacteriofagi la animalele crescute intensiv Revistă de virologie Text integral
Abstract
Zoonozele sunt boli infecțioase transmise direct sau indirect între animale și oameni. Mai mulți agenți patogeni zoonotici importanți colonizează animalele de fermă asimptomatic, ceea ce poate duce la contaminarea lanțului alimentar și la pericolele pentru sănătatea publică. Mai mult, eșantionarea de rutină a carcaselor la vânzare cu amănuntul de către autoritățile guvernamentale în ultimii 20 de ani sugerează că prevalența rezistenței la antibiotice în agenții patogeni de origine alimentară a crescut. Dacă acest lucru continuă, antibioticele pot fi ineficiente împotriva unor astfel de agenți patogeni în viitor și pot fi necesare abordări alternative, cum ar fi terapia cu fagi. Creșterea intensivă a animalelor este singura modalitate realistă de a satisface cererea de carne de la o populație globală în creștere și creșterea consumatorilor din clasa de mijloc din țările în curs de dezvoltare, în special din Asia. Această revizuire detaliază utilizarea fagilor pentru a controla agenții patogeni zoonotici la șeptelele crescute intens (păsări de curte și porci).
fundal
Creșterea intensivă a păsărilor și a porcilor
Zoonoze bacteriene și animale crescute intens
Cei mai comuni agenți patogeni bacterieni zoonotici asociați cu păsările de curte și porcii sunt Salmonella spp., E coli, Campylobacter spp., Clostridium spp. și Listeria spp. [8, 9]. Cel mai recent raport al Autorității Europene pentru Siguranța Alimentară (EFSA) afirmă că acești agenți patogeni sunt adesea rezistenți la mai multe antibiotice [9, 10]. În UE, datele oficiale despre bacteriile zoonotice și indicatoare de la oameni, animale și alimente prezintă proporții ridicate (28,6% din mai mult de 8000) de oameni Salmonella izolatele au fost rezistente la trei sau mai multe antimicrobiene [10]. În plus, 34,9% din izolatele indicatorilor de E coli de la porcii care au îngrășat au fost multirezistenți [10]. Conducta pentru dezvoltarea de noi antibiotice pentru a contracara această rezistență este periculos de scăzută pentru noile molecule candidate [11] și sunt urgent necesare abordări alternative. O opțiune este utilizarea bacteriofagilor litici pentru combaterea bolilor bacteriene la animale [12]. O analiză sponsorizată de Departamentul Sănătății din Marea Britanie și de Wellcome Trust a raportat că, dintre primele 10 cele mai promițătoare alternative la antibiotice, trei s-au bazat pe utilizarea bacteriofagilor sau a componentelor acestora [13].
Bacteriofagii au fost descoperiți la începutul secolului al XX-lea de Twort (1915) și d’Herelle (1917) în timp ce lucrau independent în Marea Britanie și, respectiv, în Franța [14]. D’Herelle [15] a testat prima dată terapia cu fagi la animale, cu tratamentul cu succes al tifoidei de pasăre la găini (95-100% supraviețuirea păsărilor tratate cu fagi, comparativ cu 0-25% pentru martorii netratați). Pyle [16] a raportat utilizarea fagului pentru a trata găinile cu un sistemic Salmonella infecție cauzată de Salmonella enterica serotip Pullorum. În timp ce fagul a demonstrat bacterioliză marcată in vitro; atunci când sunt utilizate in vivo, nu au redus mortalitatea sau au prea mult efect terapeutic. După descoperirea antibioticelor în anii 1920, s-a făcut puțină muncă în Occident folosind fagii pentru tratarea infecțiilor cu animale, până la studiile de pionierat ale lui Williams Smith din anii 1980. Pentru o revizuire mai amplă a istoriei utilizării fagilor în agricultură și animale, consultați recenzia lui Sulakvelidze și Barrow [17]. Următoarele secțiuni rezumă rezultatele studiilor mai recente de terapie cu fagi la păsări și porci.
Textul principal
Salmoneloză
Salmonella este o țintă obișnuită pentru terapia cu fagi, deoarece provoacă boli la o gamă largă de animale endoterme, precum și la oameni și provoacă pierderi semnificative de producție la animale. niste Salmonella serotipuri (de ex. S. enterica serotipul Typhi) sunt cunoscute sub numele de „restricționat de gazdă” deoarece produc o boală severă, sistemică, asemănătoare tifoidului la o singură gazdă (sau un număr mic de gazde înrudite). Cu toate acestea, terapia cu fagi s-a concentrat în principal pe serotipurile „nelimitate de gazdă” (în principal Enteritidis și Typhimurium), care de obicei conduc la o infecție gastrointestinală mai puțin severă într-o gamă mult mai largă de specii și duc la majoritatea infecțiilor bacteriene de origine alimentară în țările dezvoltate [17]., 18].
Terapia cu fagi a fost utilizată pentru control Salmonella la puii cu diferite grade de succes. Sklar și colab. a folosit fagii într-un model de pui de pui pentru a demonstra că Salmonella colonizarea cecului ar putea fi redusă semnificativ cu aproape 1 log10 Unități de formare a coloniei (CFU)/g conținut intestinal pe parcursul a 14 zile prin administrarea unui cocktail de patru fagi în furaje (10 9 Unități de formare a plăcii (PFU)/g) [19] . În plus, tratamentul cu fagi pare să reducă semnele de infecție secundară la păsări, deoarece doar trei din 10 animale din grupul tratat cu fagi au prezentat inflamație ușoară pe sacii de aer, în timp ce 8 din 10 păsări din grupul de control netratat au prezentat semne de airsacculită. Fiorentin și colab. a demonstrat că o singură doză orală de trei fagi fiecare la 10 11 PFU ar putea reduce . Colonizarea enteritidisă a puilor de pui broiler cu 3,5 log10 CFU/g în cecul de pui broiler atunci când este expus la pui semănători de 7 zile infectați cu 10 8 CFU de . Enteritidis [20].
Atterbury și colab. [21] au selectat trei fagi litici (izolați din fermele de păsări și apele uzate din Marea Britanie) cu o gamă largă de gazde împotriva S. Enteritidis, S. Hadar și S. Tifimuriu. O suspensie de 9,0 log10 PFU a fiecărui fag a fost utilizată pentru a trata puii broiler Ross de 36 de zile care fuseseră infectați separat cu cele trei serotipuri diferite. Toți fagii testați s-au redus Salmonella colonizarea ceca, deși numai S. Enteritidis și . Tifimuriul a fost redus semnificativ; cu aproximativ 2,19-2,52 log10 CFU/g comparativ cu controalele. Mutanții insensibili la bacteriofagi (BIM) au fost recuperați de la animalele tratate cu fagi. Cu toate acestea, acest fenotip rezistent la fagi nu a fost menținut in vitro după subcultivarea succesivă și nici in vivo când BIM-urile au fost introduse într-un nou grup de păsări în absența presiunii selective a fagului.
Lim și colab. a demonstrat cum fagii pot fi folosiți pentru a preveni infecția orizontală prin Salmonella Enteritidis într-un model comercial de semănătoare pentru pui [22]. Grupuri de pui de o zi au fost provocați cu 5 × 10 11 CFU de Salmonella Enteritidis și pentru următoarele 21 de zile au conviețuit cu pui de contact neinfectați în timp ce erau tratați în trei grupuri independente cu unul din cele trei titruri (10 5, 10 7 sau 10 9 PFU/g) de bacteriofag preparat ca aditiv pentru hrana animalelor. Toate tratamentele în mod semnificativ ( 8 PFU/ml/doză) prin pulverizare grosieră sau apă potabilă pe puii de 10 zile cu 24 de ore înainte de provocarea experimentală cu 9,6 × 105 CFU S. Enteritidis. Livrarea de fagi atât prin pulverizare grosieră, cât și apă potabilă a redus semnificativ media intestinală S. Enteritidis se numără până la 1,6 log10 CFU/mL .