Güvercin dışkı mikrobiyomlarındaki antibiyotik rezistom profilinin shotgun metagenomik analizlerle incelenmesi

Antibiyotik direnci dünya çapında ciddi bir halk sağlığı sorunu haline gelmiştir. Bu projede, insanların yoğun olarak bulunduğu kentsel alanlarda sinantrop bir tür olan güvercinlerin, antibiyotik direnç genleri (rezistom) bakımından potansiyel bir rezervuar ve vektör olup olamayacağı araştırılmıştır. İstanbul’un yoğun insan ve güvercin popülasyonlarına sahip üç farklı meydanından (KDH:Kadıköy, BYH:Beyazıt, BSH:Beşiktaş) toplamda 75 güvercin dışkısı örnekleri toplanmış, laboratuvara getirildikten sonra 5’erli olarak her meydan örneği havuzlanmıştır. Örneklerden DNA ekstraksiyonu yapılmış ve shotgun metagenomik dizileme yöntemiyle dizilenmiştir. Elde edilen veriler Assembly-based ve Assembly-free olmak üzere 2 farklı yaklaşım kullanılarak biyoinformatik yöntemlerle analiz edilip güvercin dışkılarındaki antibiyotik direnç genlerinin profili belirlenmiştir. Analizler sonucunda, farklı meydanlardan elde edilen güvercin dışkısı mikrobiyomlarında zengin ve çeşitli bir rezistom profili saptanmıştır. Toplamda 13.5 milyar temizlenmiş okumanın yalnızca %0.13’ü (~17.8 milyon okuma) antibiyotik direnç genleri ile ilişkilendirilmiş ve 88 farklı direnç geni tespit edilmiştir. Meydanlar bazında en yüksek ARG yükü Kadıköy’de (%0.56), en düşük ise Beşiktaş’ta (%0.094) saptanmıştır. Ortak gen havuzunun yanı sıra, her meydanda özgül ARG’ler bulunmuştur. En yüksek bolluktaki genler arasında mdtF,acrF, mdtO ve acrD gibi klinik öneme sahip antibiyotik direnç genleri yer almakta olup, bunların büyük çoğunluğu RND ailesine ait çoklu ilaç efflux pompa ailesine mensup genlerdir. Antibiyotik sınıfı düzeyinde en baskın gruplar tetrasiklin ve makrolid dirençleri olmuş, bunları β-laktam ve aminoglikozid sınıfları takip etmiştir. Bu veriler, güvercin dışkısı resistomunun özellikle efflux mekanizmaları üzerinden şekillendiğini, ancak β- laktamazlar, makrolid direnç genleri ve aminoglikozid-modifiye edici enzimlerin de önemli katkı sunduğunu göstermektedir. Tüm bulgular ele alındığında, kentsel ortamlarda insanlarla iç içe yaşayan güvercinlerin çevresel antibiyotik direnç genleri için önemli bir rezervuar olabileceğini göstermektedir. Elde edilen veriler, çevresel rezistomların izlenmesi ve antibiyotik dirençli patojenlerle mücadele konusunda çevresel faktörleri dikkate alan stratejilerin geliştirilmesine bilimsel altyapı sağlayacaktır.