%0 Journal Article %K carry-over %K fluoroquinolones %K antimicrobial resistance %K E. coli %B Berliner und Münchener Tierärztliche Wochenschrift %C Hannover %D 2014 %G English %I Schlütersche Verlagsgesellschaft mbH & Co. KG %P 478-485 %R 10.2376/0005-9366-127-478 %T Effects of carry-over of fluoroquinolones on the susceptibility of commensal Escherichia coli in the intestinal microbiota of poultry %V 127 %1 {"oldId":82130,"title":"Effects of carry-over of fluoroquinolones on the susceptibility of commensal Escherichia coli in the intestinal microbiota of poultry","topline":"Open Access BMTW | Themenheft Antibiotikaresistenzen","teaserText":"Einfluss von Fluorchinolonen auf die Resistenzentwicklung kommensaler Escherichia coli im Darm beim Huhn","content":"

Summary<\/span>
Due to the frequent use of antibacterials in veterinary medicine as well as in human medicine the occurrence of antibacterial resistance rises worldwide. But independent of the usage of antimicrobials the microbiota from animals as well as from humans already harbour a diversity of resistance genes. As a consequence of manufacturing animal production the treatment of livestock in case of illness is carried out via feed or drinking water. This automatically implies several risks. It has been demonstrated that an antibiotic treatment of livestock via feed or drinking water cause an accumulation of antibiotics and their metabolites in the direct environment of animals. This can lead to a carry-over or rather a resumption of the antimicrobials and their metabolites. Thus, the aim of this study was to determine the influence of carry-over of enrofloxacin as a representative of the fluoroquinolones on the development of bacterial resistance of commensal E. coli <\/span>in the intestinal microbiota of poultry. Therefore four different treatment groups were provided and the minimal inhibitory concentrations (MICs) of commensal E. coli <\/span>were measured: One group acted as untreated control, another one was therapeutically treated with the recommended dosage. The third and fourth group were exposed to different \u201ccarry-over dosages\u201d for three weeks, 3% of the recommended dosage were applied to the third and 10% to the fourth group. To determine the influence of a therapeutic treatment on a prestressed microbiota, both groups were treated with the recommended dosage for five days. The present study demonstrates that every kind of exposure of the commensal microbiota of poultry with enrofloxacin leads to an amplification and selection of resistant E. coli<\/span>, which persist in the commensal microbiota. A long term exposure of gut microbiota, which already harbour non-wildtype E. coli<\/span>, with high levels of carry-over of fluoroquinolones may lead to a development of high-level clinically resistant E. coli <\/span>in the commensal microbiota. It has to be investigated to which extent antimicrobial leftovers occur in animal production. <\/p>

Keywords<\/span>
carry-over, fluoroquinolones, antimicrobial resistance, E. coli<\/span> <\/p>

Zusammenfassung<\/span>
Weltweit steigen die Raten der Antibiotikaresistenz aufgrund des h\u00e4ufigen Einsatzes von Antibiotika sowohl in der Veterin\u00e4r- als auch in der Humanmedizin. Jedoch beherbergen die Mikrobiome sowohl von Tier als auch Mensch unabh\u00e4ngig vom Antibiotikaeinsatz eine Vielfalt von Antibiotikaresistenzgenen. Aufgrund der hohen Tierzahlen in der Intensivtierhaltung hat sich, der Durchf\u00fchrbarkeit der Behandlungen geschuldet, der Einsatz von Antiinfektiva \u00fcber Futter und Trinkwasser etabliert. Dies ist mit einigen Risiken verbunden. Mehrere Studien haben gezeigt, dass eine Verteilung der antimikrobiellen Wirkstoffe und ihrer Metaboliten in der direkten Umgebung der behandelten Tiere stattfindet, R\u00fcckst\u00e4nde in Trinkwasserleitungen oder Futter wurden ebenfalls nachgewiesen. Dies kann zu einer Wiederaufnahme der Wirkstoffe f\u00fchren. Ziel der vorliegenden Studie war es, mithilfe von Verschleppungsszenarien den Einfluss verschleppter subtherapeutischer Konzentrationen von Fluorchinolonen am Modell von Enrofloxacin auf die Sensibilit\u00e4t kommensaler E. coli <\/span>im Darm von Gefl\u00fcgel zu pr\u00fcfen. Dazu wurden vier Tiergruppen in die Studie einbezogen: Eine Gruppe diente als unbehandelte Kontrolle, eine weitere wurde mit der empfohlenen Dosierung \u00fcber f\u00fcnf Tage behandelt. Die dritte und vierte Gruppe dienten zur Simulation von Verschleppungsszenarien und erhielten jeweils 3 bzw. 10 % der empfohlenen Dosierung \u00fcber eine Dauer von drei Wochen. Um den Einfluss der therapeutischen Behandlung auf eine pr\u00e4exponierte Darm-Mikrobiota zu untersuchen, erhielten beide Gruppen im Anschluss an das jeweilige Verschleppungsszenario die empfohlene Dosierung \u00fcber f\u00fcnf Tage. Die vorliegende Studie zeigt, dass jede Form der Exposition der Darm-Mikrobiota von Gefl\u00fcgel mit Enrofloxacin zu einer Amplifikation und Selektion resistenter kommensaler E. coli <\/span>bzw. von Nicht-Wildtypen f\u00fchrt. Diese persistieren in der Darm-Mikrobiota. Eine Langzeitexposition mit hohen Verschleppungskonzentrationen von Mikrobiomen, die schon E. coli <\/span>beinhalten, die nicht dem Wildtyp entsprechen, kann zu einer Entwicklung von hochgradig klinisch resistenten E. coli <\/span>(MHK \u2265 32 \u03bcg\/ ml) f\u00fchren. Es bleibt zu pr\u00fcfen, in welchem Ausma\u00df Verschleppungen antimikrobieller Substanzen in Intensivtierhaltungen vorkommen. <\/p>

Schl\u00fcsselw\u00f6rter<\/span>
Verschleppung, Fluorchinolone, antimikrobielle Resistenz, E. coli<\/span><\/p>","categories":["Open Access","Tier\u00e4rztliche Wochenschrift","Abostufe BMTW","Fachartikel","Abostufe frei"],"fromDate":"Sep 30, 2014 9:35:20 PM","oldUrls":["http:\/\/vetline.de\/effects-of-carry-over-of-fluoroquinolones-on-the-susceptibility-of-commensal-escherichia-coli-in-the-intestinal-microbiota-of-poultry\/150\/3216\/82130","http:\/\/vetline.de\/effects-of-carry-over-of-fluoroquinolones-on-the-susceptibility-of-commensal-escherichia-coli-in-the-intestinal-microbiota-of-poultry\/150\/3130\/82130"],"doiLanguage":"englisch","doiProductFormat":"online","doiPublisher":"Schl\u00fctersche Verlagsgesellschaft mbH & Co. KG","doiSerialWorkTitle":"Berliner und M\u00fcnchener Tier\u00e4rztliche Wochenschrift","doiDocumentUri":"http:\/\/www.vetline.de\/effects-of-carry-over-of-fluoroquinolones-on-the-susceptibility-of-commensal-escherichia-coli-in-the-intestinal-microbiota-of-poultry\/150\/3130\/82130\/","doiSource":"Berl M\u00fcnch Tier\u00e4rztl Wochenschr 127, 478\u2013485 (2014)","doiissn":"0005-9366","doiNr":"10.2376\/0005-9366-127-478","doiFirstPage":"478","doiLastPage":"485","doiTransmitted":true,"doiAuthor":"Scherz G, Stahl J, Gl\u00fcnder G, Kietzmann M","pdf":{"path":"http:\/\/data\/BMW_2014_11_12_0478_onl300.pdf","title":"BMW_2014_11_12_0478.pdf","description":"Effects of carry-over of fluoroquinolones on the susceptibility of commensal Escherichia coli in the intestinal microbiota of poultry"},"authors":[{"firstName":"G","middleName":"","lastName":"Scherz"},{"firstName":"J","middleName":"","lastName":"Stahl"},{"firstName":"G","middleName":"","lastName":"Gl\u00fcnder"},{"firstName":"M","middleName":"","lastName":"Kietzmann"}],"contentOptimised":"

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Due to the frequent use of antibacterials in veterinary medicine as well as in human medicine the occurrence of antibacterial resistance rises worldwide. But independent of the usage of antimicrobials the microbiota from animals as well as from humans already harbour a diversity of resistance genes. As a consequence of manufacturing animal production the treatment of livestock in case of illness is carried out via feed or drinking water. This automatically implies several risks. It has been demonstrated that an antibiotic treatment of livestock via feed or drinking water cause an accumulation of antibiotics and their metabolites in the direct environment of animals. This can lead to a carry-over or rather a resumption of the antimicrobials and their metabolites. Thus, the aim of this study was to determine the influence of carry-over of enrofloxacin as a representative of the fluoroquinolones on the development of bacterial resistance of commensal E. coli <\/em>in the intestinal microbiota of poultry. Therefore four different treatment groups were provided and the minimal inhibitory concentrations (MICs) of commensal E. coli <\/em>were measured: One group acted as untreated control, another one was therapeutically treated with the recommended dosage. The third and fourth group were exposed to different \u201ccarry-over dosages\u201d for three weeks, 3% of the recommended dosage were applied to the third and 10% to the fourth group. To determine the influence of a therapeutic treatment on a prestressed microbiota, both groups were treated with the recommended dosage for five days. The present study demonstrates that every kind of exposure of the commensal microbiota of poultry with enrofloxacin leads to an amplification and selection of resistant E. coli<\/em>, which persist in the commensal microbiota. A long term exposure of gut microbiota, which already harbour non-wildtype E. coli<\/em>, with high levels of carry-over of fluoroquinolones may lead to a development of high-level clinically resistant E. coli <\/em>in the commensal microbiota. It has to be investigated to which extent antimicrobial leftovers occur in animal production. <\/p>

Keywords:<\/strong>
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Zusammenfassung<\/strong>
Weltweit steigen die Raten der Antibiotikaresistenz aufgrund des h\u00e4ufigen Einsatzes von Antibiotika sowohl in der Veterin\u00e4r- als auch in der Humanmedizin. Jedoch beherbergen die Mikrobiome sowohl von Tier als auch Mensch unabh\u00e4ngig vom Antibiotikaeinsatz eine Vielfalt von Antibiotikaresistenzgenen. Aufgrund der hohen Tierzahlen in der Intensivtierhaltung hat sich, der Durchf\u00fchrbarkeit der Behandlungen geschuldet, der Einsatz von Antiinfektiva \u00fcber Futter und Trinkwasser etabliert. Dies ist mit einigen Risiken verbunden. Mehrere Studien haben gezeigt, dass eine Verteilung der antimikrobiellen Wirkstoffe und ihrer Metaboliten in der direkten Umgebung der behandelten Tiere stattfindet, R\u00fcckst\u00e4nde in Trinkwasserleitungen oder Futter wurden ebenfalls nachgewiesen. Dies kann zu einer Wiederaufnahme der Wirkstoffe f\u00fchren. Ziel der vorliegenden Studie war es, mithilfe von Verschleppungsszenarien den Einfluss verschleppter subtherapeutischer Konzentrationen von Fluorchinolonen am Modell von Enrofloxacin auf die Sensibilit\u00e4t kommensaler E. coli <\/em>im Darm von Gefl\u00fcgel zu pr\u00fcfen. Dazu wurden vier Tiergruppen in die Studie einbezogen: Eine Gruppe diente als unbehandelte Kontrolle, eine weitere wurde mit der empfohlenen Dosierung \u00fcber f\u00fcnf Tage behandelt. Die dritte und vierte Gruppe dienten zur Simulation von Verschleppungsszenarien und erhielten jeweils 3 bzw. 10 % der empfohlenen Dosierung \u00fcber eine Dauer von drei Wochen. Um den Einfluss der therapeutischen Behandlung auf eine pr\u00e4exponierte Darm-Mikrobiota zu untersuchen, erhielten beide Gruppen im Anschluss an das jeweilige Verschleppungsszenario die empfohlene Dosierung \u00fcber f\u00fcnf Tage. Die vorliegende Studie zeigt, dass jede Form der Exposition der Darm-Mikrobiota von Gefl\u00fcgel mit Enrofloxacin zu einer Amplifikation und Selektion resistenter kommensaler E. coli <\/em>bzw. von Nicht-Wildtypen f\u00fchrt. Diese persistieren in der Darm-Mikrobiota. Eine Langzeitexposition mit hohen Verschleppungskonzentrationen von Mikrobiomen, die schon E. coli <\/em>beinhalten, die nicht dem Wildtyp entsprechen, kann zu einer Entwicklung von hochgradig klinisch resistenten E. coli <\/em>(MHK \u2265 32 \u03bcg\/ ml) f\u00fchren. Es bleibt zu pr\u00fcfen, in welchem Ausma\u00df Verschleppungen antimikrobieller Substanzen in Intensivtierhaltungen vorkommen. <\/p>

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