Stanovení antibiotické resistence u střevních bakterií selat krmených ZnO a nanočásticemi zinku

Bc. Barbora Janošťáková

Master's thesis

Investigated the antibiotic resistance of gut microbiota in piglets that have been fed supplements of zinc oxide and zinc nanoparticles

Abstract:

Tato diplomová práce je zaměřena na stanovení antibiotické rezistence u střevních bakterií selat krmených oxidem zinečnatým (ZnO) a nanočásticemi zinku. V rámci teoretické části byla vypracována ucelená literární rešerše vzniku a šíření antibiotické rezistence, jejího ekologického dopadu a možných řešení potlačení vzniku a šíření. Praktická část práce sloužila k ověření účinnosti nanočástic zinku při terapeutickém využití. Nanočástice zinku představují nástupce dosud používaného oxidu zinečnatého, který má být zcela omezen pro svou ekologickou zátěž. Experiment byl prováděn na izolátech bakterie Escherichia coli získaných ze stolice od 100 odstavených selat. Tato selata byla rozdělena náhodně do skupin po deseti a krmena upravenou krmnou směsí. Kontrolní skupina dostávala krmnou dávku bez příměsi, zatímco krmná dávka pro každou ze zbylých skupin obsahovala vždy pouze jednu z forem zinku: ZnO, nanočástice ZnA či nanočástice ZnC v rozdílných koncentracích (500, 1000 a 2000 mg/kg krmné směsi). Selata byla krmena příslušnou směsí 10 dnů, poté bylo provedeno vyšetření antibiotické rezistence jejich střevní mikroflóry a posouzen vliv testovaných příměsí. Nanočástice ZnC se v tomto ohledu ukázaly jako přijatelná alternativa ZnO, neboť snižovaly rezistenci vůči většině posuzovaných antibiotických látek. Jako nejvýhodnější varianta se u ZnC jevila koncentrace 1000 mg/kg krmné směsi.

Abstract:

The present thesis investigated the antibiotic resistance of gut microbiota in piglets that have been fed supplements of zinc oxide (ZnO) and two types of zinc nanoparticles (ZnA and ZnC). First, an overview has been compiled to elucidate the emergence and spread of antibiotic resistance, possible remedies and their ecologic impact. Zinc nanoparticles have been proven to be more environmentally friendly and therefore a perspective replacement of zinc oxide, which is soon to be removed from use in prevention. This aim of this thesis was to evaluate their ability to prevent antibiotic resistance. To do so, an experiment has been conducted using gut Escherichia coli isolate samples obtained from 100 weaned piglets. The piglets have been randomly sorted into groups of 10 and fed a zinc supplement of set concentration: the control group received no supplementation, the rest of the groups received either ZnO, ZnA or ZnC in a concentration of 500, 1000 or 2000 mg per kilogram of compound feed. The piglets were supplemented for 10 consecutive days, their gut microbiota samples have been collected throughout the duration of the experiment and analysed for antibiotic resistance. Nanoparticles ZnC proved to be a sound alternative to ZnO, having significantly reduced the resistance to most studied antibiotics. The most effective of ZnC group dosing appeared to be 1000 mg/kg of compound feed.

Keywords

antibiotická rezistence, oxid zinečnatý, nanočástice zinku, Escherichia coli, selata

Keywords

antibiotic resistence, zinc oxide, zinc phosphate-based nanoparticles, Escherichia coli, piglets

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 22. 4. 2021

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Kristýna Doleželíková, Ph.D.

Mendel University in Brno

Faculty of AgriSciences

Master programme / field:
Animal Breeding / Animal Biotechnology