Bacterial resistance to third-generation cephalosporins and colistin in the poultry industry

Antimicrobial resistance is one of the major public health threats that humans face with a significant number of annual deaths and economic losses from associated sequelae. Presence of resistance determinants in food-producing animals represents an important exposure risk since they can be transmitted to humans by direct contact or via the food chain. Among the various types of resistance already described in poultry, resistance to critically important antimicrobials, such as third-generation cephalosporins (3GCs) and colistin, is worrying due to the crucial role of these antimicrobials in severe infections encountered in health care settings. The high levels of resistance to 3GCs previously described in broilers, led to the belief that the broiler production may act as a reservoir of 3GC resistance determinants. Therefore, Chapters 2-4 aimed to investigate their presence, characteristics, transmission patterns and identify intervention measures for risk mitigation strategies. In light of the alarming emergence of mobile colistin resistance mechanisms, Chapter 5 undertook a review on their global distribution in the poultry industry and addressed the current situation and challenges of colistin resistance. The structure of the thesis is: (i) general introduction, (ii) four main chapters of research articles either published, in press or in preparation, (iii) overall conclusion, (iv) additional information for each of the main chapters, (iv) two appendices with contribution to other research work, (v) acknowledgements, and (vi) the literature cited.

La resistenza agli antimicrobici è uno dei principali problemi di sanità pubblica, a causa dell’elevato numero di morti e di perdite economiche che si verificano annualmente. La presenza di determinanti di resistenza negli animali produttori di alimenti rappresenta un importante rischio per l’uomo, per la possibile trasmissione per contatto diretto o attraverso la catena alimentare. Tra i vari tipi di resistenza già descritti nelle specie avicole, la resistenza ad antimicrobici criticamente importanti, quali le cefalosporine di terza generazione (3GC) e la colistina, è particolarmente preoccupante a causa del ruolo cruciale che questi antimicrobici assumono a livello nosocomiale nel trattamento di infezioni gravi. Gli elevati livelli di resistenza alle 3GC già decritti nei broiler hanno indotto a ritenere che la filiera produttiva del pollo da carne possa fungere da reservoir di determinanti di resistenza nei confronti di 3GC. Pertanto, i Capitoli 2-4 riportano i risultati di studi condotti allo scopo di investigare la loro presenza, le loro caratteristiche, la loro modalità di trasmissione e di identificare misure correttive per la mitigazione del rischio. Alla luce dell’allarmante comparsa di meccanismi di trasferimento della resistenza nei confronti della colistina, il Capitolo 5 riporta una review sulla sua distribuzione nell’industria avicola a livello globale, soffermandosi in particolare sull’attuale situazione e sulla minaccia che essa rappresenta. La tesi è suddivisa in: (i) introduzione generale, (ii) quattro capitoli riguardanti articoli già pubblicati, in via di pubblicazione o in preparazione, (iii) conclusione generale, (iv) informazione aggiuntiva per i principali capitoli, (iv) ringraziamenti, e (v) citazioni bibliografiche.