Nový výzkum ukázal, že městští mikrobi se vyvíjejí, aby odolávali dezinfekčním prostředkům, které používáme k jejich likvidaci. Také identifikoval nové kmeny, které byly dříve nalezené pouze v půdě antarktické pouště.

Po nedávné pandemii se používání dezinfekčních prostředků zvýšilo. Snahy o vytvoření sterilního městského prostředí ale selhávají.

Oblasti se zastavěnou plochou mají nízký obsah tradičních živin a základních zdrojů, které mikroby potřebují k přežití, takže mají jedinečný mikrobiom.

Používání čisticích a jiných uměle vyrobených produktů vytváří jedinečné prostředí, které vytváří selektivní tlaky na mikroby, kterým se musí přizpůsobit, nebo je odstranit. Mechanismy, kterými se mikroby přizpůsobují a přežívají ve vybudovaných prostředích, jsou ale špatně pochopené.

Nová studie publikovaná v časopise Microbiome identifikovala nové kmeny mikrobů, které se přizpůsobily využívání omezených zdrojů dostupných v městech a ukázala, že naše každodenní chování mění složení mikroorganismů ve vnitřním prostředí.

„Zastavěná prostředí nabízejí odlišné podmínky, které je odlišují od přirozených a uměle vytvořených stanovišť,“ říká doktorka Xinzhao Tongová, odborná asistentka liverpoolské univerzity Xi’an Jiaotong (XJTLU) v Číně a hlavní autorka studie.

Analýza genomického obsahu mikrobů

Vědci odebrali 738 vzorků z různých stavebních prostředí. Včetně metra, obytných domů, veřejných zařízení, přístavních mol a lidské kůže v Hongkongu. Poté použili metagenomické sekvenování, aby analyzovali genomický obsah mikrobů a pochopili, jak se přizpůsobili náročným městským podmínkám.

Tým identifikoval 363 dosud neidentifikovaných mikrobiálních kmenů, které žijí na naší kůži a v prostředí kolem nás. Některé genomy těchto kmenů obsahovaly geny pro metabolizaci uměle vyrobených produktů nalezených ve městech a jejich použití jako zdroje uhlíku a energie. To zahrnuje objev kmene Candidatus phylum Eremiobacterota, který byl dříve hlášený pouze v antarktické pouštní půdě.

Genom tohoto nového kmene Eremiobacterota mu umožňuje metabolizovat amonné ionty, které se nacházejí v čisticích prostředcích. Kmen má také geny pro alkohol a aldehyddehydrogenázy, které odbourávají zbytkový alkohol, který se nachází v běžných dezinfekčních prostředcích.

Mikroby, které mají vylepšené schopnosti využívat omezené zdroje a tolerovat produkty, jako jsou dezinfekční prostředky a kovy, překonávají neodolné kmeny, zvyšují jejich přežití a dokonce podporují evoluci v zastavěných prostředích. Pokud jsou patogenní, mohly by představovat zdravotní riziko.

Tým identifikoval 11 unikátních, dříve necharakterizovaných kmenů Micrococcus luteus, typicky nepatogenních, ale schopných způsobit oportunní infekce u imunokompromitovaných jedinců.

„Otázka jejich přizpůsobení našemu chování se stává obzvláště kritickou v klinických prostředích, kde nemocnice slouží jako horké body pro různé patogeny, které způsobují infekce získané v nemocnicích (HAI). HAI představují významnou hrozbu, zejména na jednotkách intenzivní péče, kde úmrtnost může dosáhnout až 30 %,“ řekla doktorka Tongová.

Patescibacteria jsou považováné za parazitické

Vědci také charakterizovali dva nové kmeny Patescibacteria, známé jako „nanobakterie“, protože mají malé genomy, které neobsahují mnoho genů pro produkci vlastních zdrojů.

Některé kmeny Patescibacteria jsou považované za parazitické, protože se spoléhají na bakteriální hostitele, kteří jim dodávají živiny. V této studii však vědci zjistili, že jeden z kmenů nanobakterií, získaný z lidské kůže, obsahuje geny pro biosyntézu karotenoidů a ubichinonu.

Tyto antioxidační sloučeniny jsou pro člověka životně důležité, zejména karotenoidy. Obvykle je získáváme prostřednictvím naší stravy, což naznačuje možný vzájemný vztah mezi bakteriemi a námi jako jejich hostiteli.

Toto vylepšené porozumění mikrobiálním metabolickým funkcím v městských prostředích pomáhá vyvíjet strategie k vytvoření zdravého vnitřního ekosystému mikrobů, se kterým můžeme žít.

Tým nyní zkoumá přenos a vývoj rezistence u patogenních mikrobů na jednotkách intenzivní péče, které jsou vystavené přísným a rozsáhlým dezinfekčním postupům. Doufají, že zlepší postupy kontroly infekcí a zvýší bezpečnost klinického prostředí pro zdravotníky a pacienty.

Zdroj: EurekAlert, Microbiom, Xi’an Jiaotong – univerzita Liverpool (XJTLU)