Bislang unbekannte Antibiotikaresistenz unter Bakterien weit verbreitet
"Wir haben neue Resistenzgene an Stellen identifiziert, an denen sie bisher unentdeckt geblieben sind"
Gene, die Bakterien resistent gegen Antibiotika machen, sind in unserer Umwelt viel weiter verbreitet als bisher angenommen. Eine neue Studie der Chalmers University of Technology und der Universität Göteborg in Schweden zeigt, dass Bakterien in fast allen Umgebungen Resistenzgene in sich tragen. Damit besteht die Gefahr, dass sie sich ausbreiten und das Problem bakterieller Infektionen, die mit Antibiotika nicht behandelbar sind, verschlimmern.
"Wir haben neue Resistenzgene an Orten identifiziert, an denen sie bisher unentdeckt geblieben sind. Diese Gene können eine übersehene Bedrohung für die menschliche Gesundheit darstellen", sagt Erik Kristiansson, Professor an der Fakultät für mathematische Wissenschaften.
Nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation (WHO) ist die Antibiotikaresistenz eine der größten Bedrohungen für die globale Gesundheit. Wenn Bakterien gegen Antibiotika resistent werden, wird es schwierig oder unmöglich, Krankheiten wie Lungenentzündung, Wundinfektionen, Tuberkulose und Harnwegsinfektionen zu behandeln. Nach Angaben der Interagency Coordination Group on Antimicrobial Resistance (IACG) der Vereinten Nationen sterben jedes Jahr 700.000 Menschen an Infektionen, die durch antibiotikaresistente Bakterien verursacht werden.
Die Suche nach Resistenzgenen in neuen Umgebungen
Die Gene, die Bakterien resistent machen, werden seit langem erforscht, aber der Schwerpunkt lag bisher auf der Identifizierung derjenigen Resistenzgene, die in pathogenen Bakterien bereits weit verbreitet sind. In der neuen Studie aus Schweden haben die Forscher stattdessen große Mengen an DNA-Sequenzen von Bakterien untersucht, um neue Formen von Resistenzgenen zu analysieren und zu verstehen, wie häufig sie sind. Sie haben die Gene in Tausenden von verschiedenen Bakterienproben aus unterschiedlichen Umgebungen, in und auf Menschen, im Boden und aus Kläranlagen aufgespürt. Für die Studie wurden insgesamt 630 Milliarden DNA-Sequenzen analysiert.
"Die Daten müssen erst aufwendig verarbeitet werden, bevor man Informationen erhalten kann. Wir haben die Metagenomik eingesetzt, eine Methode, mit der große Datenmengen analysiert werden können", sagt Juan Inda Díaz, Doktorand am Fachbereich für mathematische Wissenschaften und Hauptautor des Artikels.
Die Studie hat gezeigt, dass die neuen Antibiotikaresistenzgene in Bakterien in fast allen Umgebungen vorhanden sind. Dazu gehören auch unsere Mikrobiome - die Gene der Bakterien, die sich in und auf dem Menschen befinden - und, was noch alarmierender ist, pathogene Bakterien, die zu mehr schwer zu behandelnden Infektionen führen können. Die Forscher fanden heraus, dass Resistenzgene in Bakterien, die auf und in Menschen und in der Umwelt leben, zehnmal häufiger vorkommen als bisher bekannt. Und von den Resistenzgenen, die in Bakterien im menschlichen Mikrobiom gefunden wurden, waren 75 Prozent bisher überhaupt nicht bekannt.
Die Forscher betonen, dass mehr Wissen über das Problem der Antibiotikaresistenz erforderlich ist.
"Vor dieser Studie gab es keinerlei Erkenntnisse über das Vorkommen dieser neuen Resistenzgene. Die Antibiotikaresistenz ist ein komplexes Problem, und unsere Studie zeigt, dass wir unser Verständnis für die Entwicklung von Resistenzen in Bakterien und für die Resistenzgene, die in Zukunft eine Bedrohung darstellen könnten, verbessern müssen", sagt Kristiansson.
In der Hoffnung, bakterielle Ausbrüche im Gesundheitssektor zu verhindern
Das Forschungsteam arbeitet derzeit daran, die neuen Daten in das internationale EMBARK-Projekt (Establishing a Monitoring Baseline for Antibiotic Resistance in Key environments) zu integrieren. Das Projekt wird von Johan Bengtsson-Palme, einem Assistenzprofessor am Fachbereich Biowissenschaften in Chalmers, koordiniert und zielt darauf ab, Proben aus Quellen wie Abwasser, Boden und Tieren zu nehmen, um eine Vorstellung davon zu bekommen, wie sich die Antibiotikaresistenz zwischen Mensch und Umwelt ausbreitet.
"Es ist wichtig, dass neue Formen von Resistenzgenen bei der Risikobewertung von Antibiotikaresistenzen berücksichtigt werden. Mit den von uns entwickelten Techniken können wir diese neuen Resistenzgene in der Umwelt überwachen, in der Hoffnung, dass wir sie in pathogenen Bakterien aufspüren können, bevor sie in der Lage sind, Ausbrüche im Gesundheitswesen zu verursachen", sagt Bengtsson-Palme.
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