Auswirkungen von Antibiotikarückständen auf die Dysbiose des Mikrobioms im Fischdarm und die Anfälligkeit für mukosabarriererelevante Krankheitserreger im zebrafisch-experimentellen Modell

Die symbiotische Gemeinschaft von Mikroorganismen im Darm spielt eine wichtige Rolle für die Gesundheit des Wirts. Während viele frühere Studien zu den Wechselwirkungen zwischen dem Mikrobiom des Darms und dem Wirt bei Säugetieren durchgeführt wurden, fehlen Studien bei Fischen noch. In dieser Studie haben wir die Veränderungen im intestinalen Mikrobiom und der Anfälligkeit gegenüber Krankheitserregern bei Zebrafischen (Danio rerio) nach chronischer Antibiotika-Exposition untersucht. Der Test zur chronischen Antibiotika-Exposition wurde 30 Tage lang an Zebrafischen durchgeführt, wobei Oxytetracyclin (Otc), Sulfamethoxazol/Trimethoprim (Smx/Tmp) oder Erythromycin (Ery) verwendet wurden, die Antibiotika sind, die in der Aquakulturindustrie weit verbreitet sind. Die Mikrobiomanalyse ergab, dass Fusobacteria, Proteobacteria, Firmicutes und Bacteroidetes die dominanten Phyla im Mikrobiom des Darms der in dieser Studie verwendeten Zebrafische waren. Bei mit Smx/Tmp behandelten Zebrafischen veränderten sich jedoch die Zusammensetzungen von Fusobacteria und Proteobacteria signifikant, und bei mit Ery behandelten Zebrafischen waren die Zusammensetzungen von Proteobacteria und Firmicutes signifikant verändert. Obwohl die Analyse der Alphadiversität zeigte, dass es keinen signifikanten Unterschied in der Artenvielfalt gab, offenbarte die Analyse der Betadiversität ein Ungleichgewicht der Gemeinschaft im Mikrobiom des Darms aller chronisch antibiotisch exponierten Zebrafische. Interessanterweise war bei Zebrafischen mit Dysbiose im Mikrobiom des Darms die Anfälligkeit für Edwardsiella piscicida, einen repräsentativen gramnegativen Fischpathogen, verringert. Das Ungleichgewicht des Mikrobioms im Darm führte zu einer höheren Anzahl von Becherzellen im intestinalen Gewebe und zu einer Hochregulation von Genen, die mit der intestinalen Mukosabarriere in Verbindung stehen. Darüber hinaus wurde die angeborene Immunität durch die erhöhte mukosale Barriere gestärkt, was zu einer Herunterregulation der Genexpression von Immun- und stressbezogenen Genen im intestinalen Gewebe führte. In dieser Studie geben wir neue Einblicke in die Auswirkungen der Dysbiose des Mikrobioms im Darm auf die Anfälligkeit gegenüber Krankheitserregern.