Characterisation of 16S rRNA gene, phylogenetic analysis, and multidrug resistance profiling of hospital-associated Myroides and Bacillus strains from Anambra State, Nigeria

Ziekenhuizen zijn plaatsen die ontworpen zijn om te genezen, maar hun muren en lucht kunnen soms onzichtbare bedreigingen herbergen. Binnen deze gebouwen leven minuscule bacteriën op oppervlakken, in het stof en zelfs zwevend in de luchtstromen. De meeste van deze microben zijn onschadelijk, maar sommige zijn opportunistisch, wat betekent dat ze wachten op een kans om mensen te infecteren wiens immuunsysteem al verzwakt is. Een grote zorg voor artsen en wetenschappers is dat veel van deze bacteriën hebben geleerd om resistent te zijn tegen de medicijnen die bedoeld zijn om hen te doden. Wanneer een enkele kiem meerdere verschillende medicijnen overleeft, wordt het een "multiresistente" pathogeen, waardoor infecties veel moeilijker te behandelen zijn. Om deze onzichtbare vijanden te begrijpen, kijken wetenschappers vaak naar een specifiek deel van de genetische code van de bacterie, een moleculaire handtekening die fungeert als een vingerafdruk, waardoor ze precies kunnen identificeren met wat voor soort organisme ze te maken hebben en hoe het gerelateerd is aan andere bekende bacteriën.

In een recente studie gericht op ziekenhuizen in Awka, Nigeria, zetten onderzoekers zich in om twee specifieke bacteriestammen te onderzoeken die in deze medische omgevingen werden gevonden. Ze zochten naar aanwijzingen over hoe deze bacteriën overleven en zich verspreiden, waarbij ze zich met name concentreerden op hun vermogen om resistent te zijn tegen antibiotica en hun genetische samenstelling. Het team verzamelde monsters uit twee zeer verschillende bronnen: de lucht binnen een gespecialiseerde ziekenhuisafdeling en de kleding gedragen door zorgpersoneel. Uit de lucht isoleerden ze een bacterie die ze Myroides sp. stam Awka-1 noemden. Van de kleding van het personeel vonden ze een tweede stam, Bacillus sp. stam Awka-1. Beide organismen staan erom bekend dat ze opportunistisch zijn en kwade problemen kunnen veroorzaken bij kwetsbare patiënten, maar tot deze studie waren hun specifieke genetische profielen en resistentiepatronen in deze regio niet goed gedocumenteerd.

De onderzoekers testten eerst hoe deze bacteriën reageerden op een verscheidenheid aan veelvoorkomende antibiotica. De resultaten toonden aan dat beide stammen inderdaad resistent waren tegen verschillende soorten medicatie. De stam die in de lucht werd gevonden, was resistent tegen penicillines, cefalosporines, aminoglycosiden en chinolonen. De stam die op de kleding werd gevonden, was resistent tegen fluoroquinolonen, penicillines en fenicolen. Om te meten hoe resistent deze bacteriën precies waren, berekenden de wetenschappers een resistentiescore voor elk. De in de lucht aanwezige stam had een score van 0,5, terwijl de met kleding geassocieerde stam een score van 0,4 had. Deze cijfers geven aan dat een aanzienlijk deel van de geteste antibiotica er niet in slaagde de groei van deze bacteriën te stoppen. Bovendien keken het team in de bacteriën naar plasmiden, wat kleine, extra lussen van DNA zijn die vaak instructies voor drugresistentie dragen. Ze vonden bewijs van deze plasmiden in beide stammen, wat suggereert dat deze bacteriën hun resistentiekenmerken potentieel kunnen delen met andere bacteriën om hen heen, een proces dat helpt om gevaarlijke eigenschappen snel door een ziekenhuis te verspreiden.

Om precies te begrijpen wat deze bacteriën waren en waar ze in de boom des levens thuishoorden, sequencen de onderzoekers een specifiek gen dat bekend staat als het 16S rRNA-gen. Dit gen is een standaardinstrument voor het identificeren van bacteriën omdat het zeer langzaam verandert in de loop van de tijd, waardoor wetenschappers evolutionaire relaties kunnen traceren. De genetische analyse bevestigde dat de in de lucht aanwezige stam tot de Myroides odoratimimus-familie behoorde, die nauw verwant is aan andere bekende stammen van deze soort. De stam die op de kleding werd gevonden, werd geïdentificeerd als onderdeel van het Bacillus cereus-complex, een groep bacteriën die bekend staat om hun vermogen om taaie, rustende sporen te vormen die hen in staat stellen om lange tijd op droge oppervlakken zoals stof te overleven. Door de nieuwe genetische sequenties van de onderzoekers te vergelijken met een enorme wereldwijde database, plaatsten de onderzoekers deze Nigeriaanse stammen stevig binnen gevestigde groepen bacteriën, waarmee de identiteit zonder twijfel werd bevestigd.

De studie benadrukt een specifieke en vaak over het hoofd geziene route voor infectie: de lucht binnen ziekenhuisafdelingen en de kleding gedragen door de mensen die daar werken. De aanwezigheid van deze resistente bacteriën in de lucht suggereert dat ventilatiesystemen en luchtstromen bacteriën van de ene plek naar de andere kunnen verplaatsen, terwijl de bevindingen op de kleding van het personeel aangeven dat uniformen als mobiele reservoirs voor deze hardnekkige microben kunnen dienen. De onderzoekers hebben hun genetische gegevens in een publieke internationale database geplaatst, waardoor een permanent record is gecreëerd dat andere wetenschappers kunnen gebruiken om deze specifieke stammen in de toekomst te volgen. Hoewel deze studie een duidelijk beeld geeft van de situatie in drie ziekenhuizen in de staat Anambra, wijst het ook op de noodzaak van bredere surveillance in het hele land om het volledige omvang van het probleem te begrijpen. Het werk dient als een fundamentele stap, die nauwkeurige genetische markers en resistentieprofielen biedt die de gezondheidsfunctionarissen zullen helpen bij het monitoren en beheersen van de verspreiding van deze moeilijk te behandelen bacteriën in Nigeriaanse zorginstellingen.