Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Hundens intestinala mikrobiom är ett komplext samspel av organismer med många viktiga funktioner som är essentiella för djurets välmående på en systemisk nivå. Användning av antibiotika är vanlig vid bakteriella infektioner, men vi vet lite om hur antibiotika påverkar hundens mikrobiom på lång sikt och vad följden av potentiella störningar i mikrobiomet skulle kunna vara. Målet med denna litteraturstudie är att ta reda på hur mikrobiomets sammansättning förändras hos hund efter en antibiotikabehandling, och vilka hälsoeffekter förändringen skulle kunna leda till. De flesta studier finner att antibiotika kan ge både kortvariga och långvariga förändringar på mikrobiomet, några bakterier återhämtar sig efter en avslutad behandling medan andra ibland inte gör det. Det finns stora individuella skillnader i mikrobiomets sammansättningar hos försöksdjur både före och efter behandlingar, och vissa bakteriegrupper kan reagera helt olika på antibiotika beroende på individ. Bacteroides spp. verkar i flera studier ha problem med återhämtning. Generellt verkar antibiotika sänka diversiteten i mikrobiomet, både hos hund och människa, vilket kan kopplas till en ökad risk framförallt för gastrointestinala sjukdomar. Resistensgener hos tarmbakterier kan dessutom finnas kvar under mycket lång tid efter en antibiotikabehandling. En studie hos människor fann resistenta bakterier som uppstod av antibiotikabehandlingen fyra år efter den avslutades; det visar att det inte krävs ett konstant selektionstryck för att resistens ska persistera i tarmen.

Vissa bakterier i Bacteroides har immunmodulerande egenskaper och kan vara viktiga för uppkomsten av vissa sjukdomar. I många studier analyseras dock inte förändringar i mikrobiomet på artnivå och det kan vara svårt att dra säkra slutsatser när resultatet enbart nämner förändringar i större bakteriegrupper, som genuset Bacteroides. I de flesta studier används fekala prover snarare än direkta prover på tarmslemhinnan för att undersöka tarmens bakteriesammansättning, men en studie visar att effekten av antibiotika är starkare på de fekala proverna än på slemhinneproverna. Detta skulle kunna vara en viktig observation för relevansen av resultaten från flera studier.

Ett av de stora problemen som än så länge är tydligt att se är främjandet av antibiotikaresistens i mikrobiomet. Mikrobiomet agerar med stor sannolikhet som en reservoar av resistensgener och kan bidra till spridning av dem. Detta gäller speciellt för hundar, och andra djur, som bär på resistensgener då det med hanteringen av deras avföring medföljer en risk för en spridning till både människor och andra djur. Det står klart att vår nuvarande okunskap är problematisk ur ett vårdperspektiv med tanke på både resistensutveckling och förändringar i mikrobiomet, som kan vara viktiga faktorer att tänka på. Hunden står levnadsmiljömässigt nära människan och delar stora delar av sitt mikrobiom med oss. Vad vi i framtiden lär oss om antibiotikans effekt på hundens mikrobiom skulle kunna förändra hur vi använder oss av antibiotika.

The intestinal microbiome of the dog harbours a complex ecosystem of microorganisms and plays an important role in the systemic level health of its animal host. Antibiotics are a common choice of treatment during bacterial infection, but our knowledge of its long-term effects on the microbiome as well as the consequences of the potential disruption it causes is limited. The aim of this literature review is to investigate current available research in order to find out how the composition of the dog microbiome might change after an antibiotic treatment, and to look into what health effects such a change could result in. Most studies find that an antibiotic treatment can cause both short-term and long-term changes to the microbiome, some bacterial groups seem to recover over time while others do not. There are major individual differences in the composition of the microbiome among tested animals both before the treatment is administered and after, and some bacterial groups react differently to antibiotics in different individuals. Bacteroides seems to generally struggle with recovery post-treatment. Overall antibiotics tend to lower the diversity of the microbiome, both in animals and humans, which is shown to correlate with gastrointestinal disease. Additionally, resistance genes among intestinal bacteria can remain for a long time after a completed antibiotic treatment. One study on humans was able to detect resistance genes among intestinal bacteria in high amounts four years after antibiotic treatment had been concluded. This shows that resistance in the intestine can persist for a long time even after selection pressure promoting it has ceased.

Some bacteria found within Bacteroides possess immunomodulating attributes and may be important in the pathogenesis of certain types of disease. Many studies omit to analyze the microbiome on a species level which can make it hard to draw meaningful conclusions when change is presented solely for larger bacterial groups, such as the genus Bacteroides. In most studies fecal samples are prefered over mucosal samples when looking at species composition in the gut, but one study shows that the effects of antibiotic treatment are more pronounced in fecal samples compared to mucosal samples. This could be something to consider when interpreting results of other studies.

A clear problem is the promotion of antibiotic resistance within the microbiome. It is very likely that the microbiome is acting as a reservoir of resistance genes, and is contributing to their spread. This holds especially true for dogs who are carriers of resistant bacteria as the mandatory handling of their feces by owners and practitioners comes with a high risk of spreading resistance. Future research on the effects of antibiotic treatment on the canine microbiome could change how we use antibiotics, but currently our ignorance on the subject is a cause for concern as it may have an important impact on canine Health.