Antibiotikaresistenz kann sich in Abwesenheit von Medikamenten ausbreiten
Die Einschränkung des Einsatzes von Antibiotika reicht möglicherweise nicht aus, um die Ausbreitung resistenter Bakterien einzudämmen, was auf neue Forschungsergebnisse bei Mäusen hindeutet. Die Bemühungen müssen sich auch in erster Linie darauf konzentrieren, Infektionen durch die Superbugs zu verhindern.
Zu diesen Schlussfolgerungen kamen Wissenschaftler der ETH Zürich in der Schweiz, nachdem sie einen bisher unbekannten Mechanismus der Ausbreitung von Antibiotikaresistenzen in im Darm lebenden Bakterien identifiziert hatten.
Ein kürzlich Natur In diesem Artikel wird beschrieben, wie das Team mithilfe von Mäusen den Mechanismus bei Persistenten entdeckte - persistente Bakterien, die die Behandlung mit Antibiotika überleben können, indem sie in einen Ruhezustand übergehen.
"Wenn Sie die Ausbreitung von Resistenzgenen kontrollieren wollen", sagt Médéric Diard, Co-Senior-Studienautor, "müssen Sie mit den resistenten Mikroorganismen selbst beginnen und verhindern, dass sich diese beispielsweise durch wirksamere Hygienemaßnahmen oder Impfungen ausbreiten."
Bis vor kurzem arbeitete Diard an der ETH Zürich. Heute ist er Professor an der Universität Basel, ebenfalls in der Schweiz.
Nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation (WHO) ist Antibiotikaresistenz in jedem Land ein Problem der öffentlichen Gesundheit.
In den Vereinigten Staaten entwickeln jedes Jahr mindestens 2 Millionen Menschen antibiotikaresistente Infektionen, und mindestens 23.000 sterben daran, so die Zentren für die Kontrolle und Prävention von Krankheiten (CDC).
Resistenzgene erwerben
Bakterien können durch den Erwerb von Resistenzgenen gegen Antibiotika resistent werden.
Sie können diese Gene durch horizontalen Gentransfer von anderen Bakterien und auch durch spontane Mutation erhalten.
Resistenzgene befähigen Bakterien mit verschiedenen Mitteln, Antibiotika zu besiegen.
Diese Verfahren umfassen das Ausstoßen des Antibiotikums aus der Zelle, das Verhindern, dass das Arzneimittel durch die Zellwand gelangt, und das Inaktivieren mit Enzymen.
Durch die Verwendung von Antibiotika werden Bakterien entfernt, die ihrer Wirkung erliegen, und diejenigen zurückgelassen, die Resistenzgene tragen.
Daher fördert ein höherer Einsatz von Antibiotika die Ausbreitung resistenter Bakterien und erhöht die Anzahl der schwer zu behandelnden Infektionen. Diese Erklärung stimmt mit Charles Darwins Vorstellungen über das Überleben der Stärksten überein.
Solche Überlegungen können erklären, warum viele Gesundheitsbehörden Beschränkungen für den Einsatz von Antibiotika fordern.
Ein weiterer Mechanismus der Widerstandsausbreitung
Die Ergebnisse der neuen Studie deuten jedoch darauf hin, dass die Einschränkung des Einsatzes von Antibiotika möglicherweise nicht ausreicht, um Resistenzen zu bekämpfen, da sie sich dank der Persistenz ohne den Einsatz von Antibiotika ausbreiten können.
Persister sind Bakterien, die ihren Stoffwechsel so weit abbauen können, dass sie kaum noch leben.
Wissenschaftler wissen seit einiger Zeit, dass es Persistenzen gibt und dass Antibiotika diese Bakterien nicht abtöten können, wenn sie sich in ihrem Ruhezustand befinden.
Salmonellen ist ein Bakterium, das persistieren kann, wenn es aus dem Darm in Körpergewebe eindringt.
Dieses Bakterium kann viele Monate lang ruhen und der Entdeckung entgehen. Wenn die Bedingungen günstig werden, kann der Keim aufwachen und eine Infektion auslösen.
Selbst wenn die Mikrobe kein Aufflammen der Infektion verursacht, kann sie nach den neuen Erkenntnissen dennoch eine Bedrohung darstellen.
Prof. Diard und seine Kollegen fanden das heraus Salmonellen hat die Fähigkeit, nicht nur zu persistieren, sondern auch Resistenzgene in Form kleiner DNA-Stücke, sogenannte Plasmide, zu tragen.
In Experimenten an Mäusen zeigte das Team, dass wenn das Plasmid trägt Salmonellen Persistenten entstehen aus der Ruhephase, sie können ihre Resistenzgene leicht teilen.
In Abwesenheit von Antibiotika breitet sich die Resistenz aus
Salmonellen Persistenten können ihre Resistenzgene nicht nur an Mitglieder ihrer eigenen Spezies, sondern auch an Mitglieder anderer Bakterienarten weitergeben. Diese anderen Arten umfassen Escherichia coli in der Darmflora.
Die Resistenzgene gehen auf Bakterien über, die für den horizontalen Gentransfer empfänglich sind.
„Durch die Nutzung ihres persistierenden Wirtsbakteriums können die Resistenzplasmide in einem Wirt über einen längeren Zeitraum überleben, bevor sie in andere Bakterien übertragen werden“, erklärt der Co-Senior-Autor Wolf-Dietrich Hardt, Professor an der ETH Zürich.
Die Forscher weisen darauf hin, dass der Transfer der Resistenzgene nicht vom Vorhandensein von Antibiotika abhängt.
Das Team plant zu untersuchen, ob die Ergebnisse auch für Schweine und andere Nutztiere gelten, die sich häufig entwickeln Salmonellen Infektionen.
Der Plan beinhaltet die Frage, ob die Verabreichung von Probiotika oder Impfungen die Ausbreitung von Antibiotikaresistenzen bei diesen Tieren stoppen kann.
"Die Einschränkung des Einsatzes von Antibiotika ist wichtig und […] in der Tat das Richtige, aber diese Maßnahme allein reicht nicht aus, um die Ausbreitung von Resistenzen zu verhindern."
Prof. Médéric Diard
