The role of zinc and copper in the conjugative spread of ESBL-genes between Escherichia coli in vitro

Abstract

Antibiotikaresistens er ansett som en økende trussel for både human- og dyrehelse. Kylling i Norge blir ikke rutinemessig behandlet med cefalosporiner, likevel finner vi cefalosporinresistente bakterier i tarmen hos kylling og på kyllingkjøtt i butikkene. Norsk kylling fôres med fôr som inneholder høyere nivåer av sink og kobber enn de biologisk behøver. Flere metaller har vist å ha drivende effekt for utvikling av mikrobiell resistens. Effekten av dette har ikke blitt undersøkt nøye, og vi besitter derfor lite kunnskap om hva disse overflødige metallene gjør med spredningen av antimikrobiell resistens. Målet med denne forskerlinjeoppgaven var å undersøke effekten av sink og kobber på den konjugative spredningen av resistensgener. To Escherichia coli (E. coli) isolater samlet inn fra kyllingkjøtt gjennom NORM-VET ble brukt som plasmid-donorer da de begge er bærere av ESBL (Extended spectrum beta-lactamase) plasmider. Konsentrasjonene brukt i eksperimentene ble bestemt på bakgrunn av MIC-verdier og vekstkurver. Ved å bruke en standard konjugasjonsmodell i LB-buljong fant vi at sink og kobber reduserer konjugasjonsfrekvensen mellom E. coli ved økende konsentrasjoner av metaller. Stabiliteten til plasmidene ble vurdert, og vi konkluderte med at plasmidene forble stabile i mottakerbakterien gjennom flere generasjoner uten påvirkning av metallene. Til slutt analyserte vi effekten av sink og kobber på to gener som er involvert i konjugasjonsmekanismen ved bruk av qPCR. Denne studien demonstrerer at sink og kobber begrenser konjugasjonsfrekvensen mellom bakterier, sannsynligvis ved å påvirke genutrykket involvert i konjugasjonen.