For å bestille den digitale versjonen av avhandlingen, ta kontakt med Natalia Andronova
Disputas kan også følges på zoom
Prøveforelesning
Bedømmelseskomité
1. opponent: Adjunct Professor Victor Pylro, Federal University of Lavras – UFLA, Brasil
2. opponent: Postdoktor Rebecca Ashley Gladstone, Institutt for medisinske basalfag, Universitetet i Oslo
3. medlem av bedømmelseskomiteen: Professor Zlatko Dembic, Institutt for oral biologi. Universitetet i Oslo
Leder av disputas
Konstituert instituttleder Trond Sundby Halstensen, Institutt for oral biologi, Universitetet i Oslo
Hovedveileder
Professor Fernanda Petersen, Institutt for oral biologi. Universitetet i Oslo
Sammendrag
Antimikrobiell resistens (AMR) er en økende global bekymring, og utgjør en betydelig trussel mot folkehelsen. Denne resistensen oppstår ofte når bakterier møter antibiotika og utvikler forsvarsmekanismer mot medikamentene. Menneskekroppen sin funksjon avhenger av at tusenvis av bakteriearter trives og samarbeider med oss samtidig. Disse mikrobene danner det menneskelige mikrobiomet. Alle antibiotikaresistensgener (ARG) i dette mikrobiomet utgjør resistomet. Når antibiotika brukes til å behandle infeksjoner, påvirker de ikke bare de sykdomsfremkallende bakteriene, men hele mikrobiomet, og kan endre bakteriesamfunnene og resistomet. Disse utilsiktede konsekvensene av antibiotikabruk har fått økt oppmerksomhet de siste årene. Å undersøke dynamikken til ARG-er i mikrobielle samfunn kan gi innsikt i AMR-fremvekst og spredning. Metagenomics er et banebrytende studiefelt som gir oss mulighet til å dykke dypt inn i hele det mikrobielle samfunn ved å sekvensere deres DNA. Denne oppgaven utnytter metagenomikk for å avdekke utbredelsen og mangfoldet av ARG-er, samt for å undersøke de økologiske bivirkningene av antibiotikabehandlinger for å undersøke utvikling og seleksjon av ARG-er i mikrobielle samfunn.
I første del av prosjektet ble kliniske prøver fra avføringen fra voksne nordmenn undersøkt før, under og etter antibiotika (amoxicillin) eksponering med lang behandlingstid (3 måneder). Funnene viste at langvarig behandling med amoxicillin påvirker mangfoldet og sammensetningen av tarmbakterier signifikant, med reduksjon i mengden av nyttige bakterier umiddelbart etter behandlingen. Disse endringene var imidlertid kortvarige, og ingen signifikante forskjeller ble observert ni måneder etter behandling. I motsetning til dette hadde amoxicillinbehandlingen en varig innvirkning på det menneskelige tarmresistomet. Vi observerte nemlig økt ARG-er mengde og mangfold, som vedvarte minst ni måneder etter behandling.
Potensielt sykdomsfremkallende mikrober som vanligvis er tilstede i humane luftveier er blant de hyppigste årsakene til AMR-relaterte dødsfall. I den andre delen av prosjektet undersøkte vi utviklingen av det humane luftveisresistom og de økologiske konsekvensene av tidlig antibiotikabehandling (ampicillin og gentamicin) hos premature babyer ved bruk av dyp hel-metagenomisk sekvensering. Funnene i denne avhandlingen avslørte utbredt prevalens av ARG i luftveiene hos premature spedbarn fra fødselen. Eksponering for tidlige antibiotikaintervensjoner hos premature babyer førte til forbigående, men betydelig økning av ARG mengde og diversitet i luftveisresistom etter initiert behandling. Dette er en av de første studiene som hittil har gitt omfattende informasjon om egenskapene og dynamikken til resistomutvikling i luftveiene til premature barn. Samlet sett gir funnene fra begge disse studiene i oppgaven evidensbaserte data om de negative økologiske bivirkningene av antibiotika. De fremhever også behovet for forsterket overvåking av antibiotikabehandlinger og reduksjon av unødvendig antibiotikabruk.
Den tredje delen av denne Ph.d.-oppgaven søker å utvikle et avansert, fritt tilgjengelig, brukervennlig bioinformatikkverktøy kalt ResistoXplorer. Dette verktøyet gjør det mulig for forskere og helsepersonell å analysere, visualisere og tolke metagenomiske resistomdata uten å kreve forkunnskaper om bioinformatikk. Slike verktøy letter anvendelsen av metagenomikkbaserte resistomstudier, og forbedrer vår forståelse av AMR i ulike mikrobielle samfunn, inkludert mennesker, dyr og miljø. ResistoXplorer tilgjengeliggjøre resistomdataanalyse for flere, og fremmer derved hypotesegenerering og kunnskapsgenerering på feltet.
Ved å bygge bro mellom feltene AMR og metagenomikk, har denne forskningen som mål å gi verdifull innsikt og nyttige verktøy for å møte en av de mest presserende globale helsetruslene i vår tid. Kunnskapen som genereres her, spesielt om virkningen av antibiotikaeksponering på menneskelige mikrobielle samfunn, kan føre til innovative strategier for å minimere bivirkninger og bidra til den globale innsatsen for å bekjempe antibiotikaresistens.
Kontaktperson
For mer informasjon, kontakt Natalia Andronova