Antibiotico-resistenza nei sistemi di produzione avicola non convenzionali

Antibiotic resistance in bacteria poses a serious threat to both human and animal health. The discovery and development of antibiotics has significantly reduced mortality rates from bacterial infections in both human and veterinary medicine. Therefore, a decrease in the effectiveness of these drugs risks making currently considered non-severe pathologies much more difficult to treat. Intensive animal farming, with its use of antibiotics, is considered a key factor in the emergence and spread of resistant bacteria. In recent years, non-conventional poultry farms, such as organic farms, which exclude the use of antibiotics during the production cycle of chickens, have been spreading. This thesis aimed to evaluate the presence and persistence of antibiotic resistance genes in organic chicken farms. To this end, three different matrices were sampled: drinking water, both before entering the farm and at the end of the line, biofilm present inside the drinking line, and litter feces. Samples were collected at the beginning of the cycle (T0), within three days of chick housing, and at the end of the cycle, three days before slaughter (T1). Samples were analyzed using molecular biology techniques. Total DNA was extracted from the samples and analyzed using real-time PCR assays for the identification of resistance genes against macrolides (ermA and ermB), fluoroquinolones (qnrA, qnrB, qnsR, oqxA and oqxB), polymyxins (from mcr-1 to mcr-5), and beta-lactams (blaTEM-1, blaSHV, blaCTX-M-1like, blaCMY-2, blaOXA-1, blaOXA-48, blaVIM-2 and blaNDM). Differences in prevalence between matrices and sampling times were evaluated using descriptive statistical analysis. With the exception of qnrA and blaVIM-2, all the resistance genes sought were identified in at least one sample. ErmB (93.75%) and blaTEM-1 (85%) were the most prevalent genes, while 87.5% of the samples were characterized by the presence of resistance genes against at least three classes of antibiotics. Although the prevalence of most resistance genes was similar in the different matrices investigated, some differences were identified. For example, oqxA and qnrS showed a higher prevalence in feces compared to the other two matrices, while oqxB was more prevalent in water. On the contrary, no significant differences were found between the two sampling times. The results of this thesis suggest that drinking water and the biofilm present inside the drinking systems may contribute to the spread and persistence of resistance genes in non-conventional poultry farms and that greater attention should be paid to the disinfection and cleaning of drinking lines.

L’antibiotico-resistenza nei batteri rappresenta una seria minaccia per la salute umana e animale: la scoperta e lo sviluppo di antibiotici ha ridotto la mortalità da infezioni batteriche in campo medico umano e animale. Avere quindi una diminuzione di efficacia di questi farmaci rischia di rendere patologie oggi considerate non gravi, molto più difficili da trattare. L'allevamento intensivo di animali, con l'uso di antibiotici, è considerato un fattore chiave per l'emergenza e la diffusione di batteri resistenti. Negli ultimi anni, si stanno diffondendo allevamenti avicoli di tipo non convenzionale, come quello biologico, che escludono l'utilizzo di antibiotici durante il ciclo produttivo dei polli. Questa tesi ha avuto come obiettivo quello di valutare la presenza e la persistenza di geni di antibiotico-resistenza in allevamenti avicoli biologici di polli da carne. A tal fine, sono state campionate tre diverse matrici: acqua di abbeverata, prima dell’ingresso in allevamento e a fine linea, biofilm presente all’interno della linea di abbeverata e feci dalla lettiera. I campioni sono stati raccolti ad inizio ciclo (T0), ovvero entro tre giorni dall’accasamento dei pulcini e a fine ciclo, ovvero a tre giorni dal macello (T1). I campioni sono stati analizzati mediante tecniche di biologia molecolare. Il DNA totale è stato estratto dai campioni ed analizzato mediante saggi in real-time PCR per l’identificazione di geni di resistenza nei confronti di macrolidi (ermA e ermB), fluorochinoloni (qnrA, qnrB, qnsR, oqxA e oqxB), polimixine (da mcr-1 a mcr-5) e beta-lattamici (blaTEM-1, blaSHV, blaCTX-M-1like, blaCMY-2, blaOXA-1, blaOXA-48, blaVIM-2 e blaNDM). Differenze nella prevalenza tra matrici e tempi di campionamento sono state valutate mediante analisi statistica descrittiva. Con l’eccezione di qnrA e blaVIM-2 tutti i geni di resistenza ricercati sono stati identificati in almeno un campione. ErmB (93.75%) e blaTEM-1 (85%) sono risultati i geni con prevalenza maggiore, mentre l’87.5% dei campioni si caratterizzava per la presenza di geni di resistenza nei confronti di almeno tre classi di antibiotici. Nonostante la prevalenza della maggior parte dei geni di resistenza fosse simile nelle diverse matrici investigate, sono state identificate anche alcune differenze. Ad esempio, oqxA e qnrS mostravano una prevalenza maggiore nelle feci rispetto alle altre due matrici, mentre oqxB era più prevalente nell’acqua. Al contrario, non sono state riscontrate differenze significative tra i due tempi di campionamento. I risultati di questa tesi suggeriscono che l’acqua di abbeverata e il biofilm presente all’interno dei sistemi di abbeverata possano contribuire alla diffusione e alla persistenza di geni di resistenza negli allevamenti avicoli non convenzionali e che maggiore attenzione dovrebbe essere posta nella disinfezione e pulizia delle linee di abbeverata.