Study of clinically relevant antibiotic resistance genes in a marine food web
Étude des gènes de résistance aux antibiotiques d'intérêt clinique au sein d'un réseau trophique marin
Résumé
Antimicrobial resistance is a human health concern but is understudied in the marine environment compared to the terrestrial environment. Antimicrobial resistance genes (ARGs) can disseminate to the marine environment, the ultimate receptor of effluents contaminated by human activities. The objective of this work was to study the occurrence of four antimicrobial resistance indicator genes, tetA, blaTEM, sul1 and intI1, in a benthic food web and surface waters. First, molecular biology tools were developed to quantify antimicrobial resistance indicator genes in representative benthic food web and water samples. This included validating water filtration protocols, extraction of total bacterial DNA from plankton, bivalve mollusks, flatfish and water samples, and optimization of qPCR targeting the four indicator genes. These protocols were applied to samples collected in the English Channel/North Sea (representative of the benthic food web and seawater) and to river and coastal water samples. Genes had an overall prevalence of 81.7 % in these samples with higher abundance in the river and areas subject to anthropization. A higher prevalence of the sul1 and intI1 genes was observed in all samples compared to the tetA and blaTEM genes. An accumulation of antimicrobial resistance indicator genes was found in shellfish meat, skin and gills of fish. Some environmental factors measured in seawater such as turbidity and oxygen saturation were correlated with the abundance of antimicrobial resistance indicator genes. In addition, in order to identify new indicator genes for marine samples, a functional metagenomic method was developed on antibiotic resistant control strains of V. parahaemolyticus isolated from fishery products. This technique identified known ARGs such as tetA, sul2 and strA. Complete genomic DNA sequencing of the strains revealed for the first time the presence of the blaOXA-SHE gene in a V. parahaemolyticus strain.
La résistance aux antimicrobiens est une préoccupation pour la santé humaine mais est peu étudiée dans le milieu marin comparé au milieu terrestre. Les gènes de résistance aux antimicrobiens (GRA) peuvent disséminer jusqu’au milieu marin, récepteur final d’effluents contaminés par les activités humaines. L’objectif de ces travaux a été d’étudier l’occurrence de quatre gènes indicateurs de résistance aux antimicrobiens, tetA, blaTEM, sul1 et intI1, dans un réseau trophique benthique et les eaux de surface. D’abord, des outils de biologie moléculaire ont été mis au point pour quantifier les gènes indicateurs de la résistance aux antimicrobiens dans des échantillons représentatifs d’un réseau trophique benthique et des échantillons d’eau. Cela incluait de valider des protocoles de filtration d’eau, d’extraction d’ADN bactérien total à partir d’échantillons de plancton, de mollusques bivalves, de poissons plats et d’eau ainsi que l’optimisation de qPCR ciblant les quatre gènes indicateurs. Ces protocoles ont été appliqués à des échantillons prélevés dans la Manche/Mer du Nord (représentatifs du réseau trophique benthique et de l’eau de mer) et à des échantillons d’eaux fluviales et côtières. Les gènes avaient une prévalence globale de 81,7 % dans ces échantillons avec une abondance plus élevée dans le fleuve et les zones soumises à l’anthropisation. Une prévalence plus élevée des gènes sul1 et intI1 a été observée dans l’ensemble des échantillons par rapport aux gènes tetA et blaTEM. Une accumulation des gènes indicateurs de résistance aux antimicrobiens a été constatée dans la chair des mollusques, la peau et les branchies des poissons. Certains facteurs environnementaux mesurés dans l’eau de mer comme la turbidité et la saturation en oxygène étaient corrélés à l’abondance des gènes indicateurs de la résistance aux antimicrobiens. De plus, afin d’identifier de nouveaux gènes indicateurs pour les échantillons marins, une méthode de métagénomique fonctionnelle a été développée sur des souches témoins de V. parahaemolyticus isolées de produits de la pêche et résistantes aux antibiotiques. Cette technique a permis d’identifier des GRA connus comme tetA, sul2 et strA. Le séquençage complet de l’ADN génomique des souches a révélé pour la première fois la présence du gène blaOXA-SHE dans une souche de V. parahaemolyticus.
| Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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