Nähern wir uns einer Ära, in der keine Antibiotika wirken?
Die Forscher sind besorgt über die schnelle Entwicklung und Verbreitung von „Superbugs“, bei denen es sich um Bakterien handelt, die nicht auf Antibiotika reagieren. Zum ersten Mal haben Wissenschaftler in der abgelegenen Hocharktis Norwegens starke Superbugs gefunden, von denen sie befürchten, dass sie nicht gut für die Zukunft der Antibiotikabehandlung sind.
Teilweise aufgrund natürlicher Prozesse und teilweise aufgrund des übermäßigen oder missbräuchlichen Einsatzes von Antibiotika sind viele gefährliche Bakterienstämme durch die Entwicklung einer Resistenz gegen bestimmte Antibiotika, die Medikamente, die Ärzte normalerweise zur Behandlung von bakteriellen Infektionen verschreiben, noch bedrohlicher geworden.
Solche potenten Bakterien, auch „Superbugs“ genannt, sind Berichten zufolge jedes Jahr für Tausende von Todesfällen in ganz Europa und in den USA verantwortlich.
Prof. Jennifer Roberts von der Universität von Kansas in Lawrence leitete kürzlich ein Team, das eine Studie zum Auftauen von Permafrost in der abgelegenen Hocharktis Norwegens durchführte.
Der ursprüngliche Zweck des Teams bestand darin zu verstehen, wie sich das Methangas, das dieses schmelzende Eis freisetzt, auf den Klimawandel auf globaler Ebene auswirken kann.
Als die Forscher jedoch Bodenproben aus der Region Kongsfjord in Spitzbergen in Norwegen analysierten, wo sie ihren Sitz hatten, fanden sie etwas, das sie überraschte und alarmierte: eine Vielzahl von Superbugs, die nach allen Berichten nicht dort hätten leben dürfen.
"Die Studie bot eine gute Gelegenheit, Bodenproben auf Antibiotika-Gene zu testen, mit der Hypothese, dass Spitzbergen ein so abgelegener und isolierter Ort ist, dass wir keine Hinweise auf solche Gene finden würden", sagt Prof. Roberts.
"Im Gegensatz dazu", bemerkt sie, "haben wir einige gefunden, darunter Superbug-Antibiotika-resistente Gene wie das New Delhi-Gen, das vor nicht allzu langer Zeit in Indien zum ersten Mal aufgetaucht ist." Dies war eine Überraschung - die Gene, die wir gefunden haben, hatten eindeutig eine kurze Transferzeit zwischen der Entdeckung in Indien und unserer Gruppe, die sie nur wenige Jahre später in der Arktis entdeckte. “
Die Wissenschaftler berichten über ihre Ergebnisse und die Auswirkungen dieser Entdeckung in einem neuen Studienbericht, der in der Zeitschrift erscheint Umwelt International.
"Eine Möglichkeit, dass menschlicher Abfall beteiligt war"
Die Forscher analysierten 40 Bodenproben von acht verschiedenen Orten in Spitzbergen. Die von ihnen durchgeführte DNA-Sequenzierung ergab das Vorhandensein von 131 Antibiotika-resistenten Genen.
Eines dieser Gene, dessen Vorhandensein im arktischen Boden die Forscher überrascht hat, ist blaNDM-1, die Wissenschaftler 2007 erstmals in Neu-Delhi, Indien, entdeckten.
In Bakterien, blaNDM-1 Verleiht Resistenz gegen Carbapenem-Antibiotika, eine wirksame Reihe von Medikamenten, die Ärzte nur zur Behandlung von Infektionskrankheiten verwenden, die nicht auf andere Antibiotika ansprechen.
Die Frage, die sich aus dieser Entdeckung ergab, war: Wie kamen diese Superbugs in diese abgelegene arktische Region? Prof. Roberts und Kollegen nehmen an, dass es verschiedene Möglichkeiten gibt, wie sich antibiotikaresistente Stämme so weit verbreitet haben könnten.
"Sie stammen wahrscheinlich von Krankheitserregern, die mehrfach verschiedenen Arten von Antibiotika ausgesetzt waren. Auf diese Weise erhalten wir diese akut antibiotikaresistenten Stämme, bei denen sie trotz der Verwendung von" Last-Resort "-Behandlungen bestehen bleiben", erklärt Prof. Roberts.
"Einige der Standorte, an denen wir den Genstamm von Neu-Delhi gefunden haben, sind nicht weit von der Hauptforschungsbasis entfernt, sodass möglicherweise menschlicher Abfall beteiligt ist", stellt sie fest.
Der Forscher erwähnt auch zwei andere Wege, über die die resistenten Stämme gegangen sein könnten. Die erste ist durch "Kolonien nistender Vögel", die in Gebieten vorhanden waren, in denen die Wissenschaftler "die höchsten Konzentrationen dieser Gene" beobachteten. Die zweite Möglichkeit ist die Bewegung kleiner Tiere wie Füchse, die die Käfer aus Wasserlöchern aufnehmen können, die sie mit Vögeln teilen.
Superbugs sind sowohl native als auch weiterentwickelte
Dann standen die Wissenschaftler vor einem anderen Problem. Sie wollten herausfinden, welche der Antibiotika-resistenten Gene heimisch sind, d. H. Natürlich in der Region vorkommen, und welche aus anderen Teilen der Welt in die Arktis „gereist“ sind.
"Da die Migration dieser Gene von so großer Bedeutung ist, lautet die nächste Frage:" Sind diese antibiotikaresistenten Gene heimisch - oder wurden sie übertragen? ", Sagt Prof. Roberts.
Die Forscher identifizierten einen Benchmark für native Antibiotika-resistente Gene, um sie von denen zu trennen, die von anderswo in diese Region kamen.
„Wir haben dies getan, indem wir uns die Nährstoffversorgung im Boden angesehen haben, die in diesen arktischen Böden sehr, sehr niedrig ist.Wir konnten dann die antibiotikaresistenten Gene mit einer scheinbar neuen Phosphatquelle von außen verknüpfen - und die wahrscheinlichste Phosphatquelle sind Fäkalien, entweder im menschlichen Abwasser oder höchstwahrscheinlich in Vogel-Guano. ”Erklärt der Forscher.
Die Wissenschaftler glauben, dass einige der antibiotikaresistenten Gene über einen Prozess namens „lateraler Gentransfer“ von einem Bakterium zum anderen übertragen wurden, bei dem die schädlichen Bakterien, die Vögel und andere Vektoren tragen, vom Kot ins Wasser gelangen.
Sobald sie sterben, geben die Bakterien ihr genetisches Material an die Umwelt ab, was bedeutet, dass andere Bakterien die antibiotikaresistenten Gene aufnehmen können.
Das Forscherteam warnt davor, dass die Entdeckung einer Antibiotikaresistenz gegen mehrere Medikamente in der abgelegenen Arktis dazu führt, dass das Superbug-Phänomen wirklich global geworden ist und eine sehr ernsthafte und unmittelbare Bedrohung darstellen kann.
„Wir haben in der Arktis sowohl native als auch entwickelte antibiotikaresistente Gene gefunden. Die Sorge ist, dass wir uns mit der Ausbreitung von Resistenzen in diesem Ausmaß einer Ära nach Antibiotika nähern könnten, in der keines unserer Antibiotika wirkt, weil die Krankheitserreger, gegen die wir kämpfen wollen, resistente Gene durch Evolution oder lateralen Transfer aufgenommen haben. "
Prof. Jennifer Roberts
"Für uns ist es wirklich wichtig, über das Management des Wassersystems und den Einsatz von Antibiotika auf globale Weise nachzudenken - und einen Teil der Ausbreitung zu reduzieren und zu kontrollieren, die derzeit eindeutig nicht kontrolliert wird", fordert Prof. Roberts.
