В развивающихся странах высок уровень санитарного неблагополучия. Он ведет к катастрофической детской смертности от желудочно-кишечных инфекций. В заболеваемости долгое время винили грязные руки и контакты с животными. Но главным источником заражений оказалась неочищенная питьевая вода.
Во всем мире более полумиллиона детей в возрасте до 5 лет ежегодно умирают от желудочно-кишечных бактериальных инфекций. В основном трагедии происходят в сообществах с ограниченным доступом к безопасной питьевой воде, канализации и с низким уровнем санитарных норм и гигиены. Но чтобы устранить угрозу общественному здоровью, ученым необходимо лучше понять, как распространяются смертоносные патогены.
Группа исследователей из Калифорнийского университета в Беркли показала, что домашняя среда может играть более важную роль в передаче инфекции, чем считалось ранее. Используя новый подход к изучению распространения бактериальных штаммов, ученые обнаружили, что питьевая вода, хранящаяся в домашних условиях, является ключевым путем передачи бактерий Escherichia coli внутри домохозяйств и между ними в развивающихся странах.
Результаты, опубликованные в Nature Microbiology, дают новое представление о роли загрязненной питьевой воды в распространении желудочно-кишечных инфекций и устойчивых к антибиотикам штаммов бактерий и могут привести к разработке более эффективных стратегий по защите здоровья детей.
По словам Эми Пикеринг, доцента кафедры гражданского и экологического строительства и главного исследователя, предыдущие работы были сосредоточены на обмене бактериями между животными и людьми и заносом инфекции в дом извне («болезни грязных рук»). Ее команда решила изучить роль питьевой воды как недостаточно изученного пути передачи.
Ученые захотели понять, какую роль играет домашняя среда в передаче бактерий людям. И результаты показали, что вода на самом деле является одним из важнейших путей трансмиссии патогенных и устойчивых к лекарствам бактерий.
Чтобы узнать, как каждый из трех основных путей распространения бактерий — через человека, животных и окружающую среду — влияет на распространение микробов в сообществах, команда Пикеринг разработала масштабируемый и высокопроизводительный метод отслеживания штаммов бактерий под названием PIC-seq (Pooled Isolated Colonies-seq). С помощью этого инструмента исследователи могут секвенировать до пяти штаммов бактерий в одном образце вместо одного штамма в обычном образце.
PIC-seq изменил правила игры. Он позволил получить более полное представление о распространении штаммов внутри домохозяйств и между ними.
Затем ученые изучили закономерности распространения штаммов кишечной палочки в двух домохозяйствах, расположенных в незаконных городских поселениях в Найроби в Кении. Такие сообщества, как правило, состоят из домов с общим двором и минимумом удобств. Будучи сообществами с ограниченными ресурсами, они также имеют ограниченный доступ к базовым услугам и инфраструктуре, а питьевая вода в таких домах часто хранится в канистрах и пластиковых ведрах.
Исследователи собрали образцы фекалий людей, домашней птицы и собак, а также образцы воды и почвы из каждого домохозяйства. Затем они вырастили колонии кишечной палочки из этих образцов и использовали PIC-seq для анализа различных штаммов.
Было обнаружено, что в пределах одной семьи распространение штаммов между людьми с гораздо большей вероятностью идет через хранящуюся в бутылях питьевую воду, нежели чем через контакты между людьми и домашними животными. Эти результаты подчеркивают, что неодушевленная окружающая среда может играть столь же важную роль в передаче патогенов, как и животные.
Анализируя загрязненную питьевую воду, исследователи выявили штаммы кишечной палочки, несущие гены сильной устойчивости к антибиотикам. Такие гены могут передаваться другим бактериям посредством так называемого горизонтального переноса, способствуя распространению устойчивых к антибиотикам штаммов в сообществе, что является еще одной серьезной угрозой для здоровья.
Недавно ученые рассказали, как болезнетворные бактерии «сговариваются» между собой, планируя нападение на человека.
Источник