Czy zbliżamy się do epoki, w której żadne antybiotyki nie działają?
Naukowców niepokoi szybki rozwój i rozprzestrzenianie się „superbakterii”, czyli bakterii, które nie reagują na antybiotyki. Po raz pierwszy naukowcy odkryli potężne superbakterie w odległej Wysokiej Arktyce w Norwegii, które, jak obawiają się, nie wróży dobrze przyszłości antybiotykoterapii.
Częściowo z powodu naturalnych procesów, a częściowo z powodu nadużywania lub niewłaściwego stosowania antybiotyków, wiele niebezpiecznych szczepów bakteryjnych stało się jeszcze bardziej groźnych z powodu rozwoju oporności na niektóre antybiotyki, leki, które lekarze zwykle przepisują w celu leczenia infekcji bakteryjnych.
Takie silne bakterie, nazywane również „superbakteriami”, są podobno odpowiedzialne za tysiące zgonów każdego roku, zarówno w Europie, jak iw Stanach Zjednoczonych.
Prof. Jennifer Roberts z University of Kansas w Lawrence kierowała ostatnio zespołem prowadzącym badania nad rozmarzaniem wiecznej zmarzliny w odległej wysokiej Arktyce w Norwegii.
Początkowym celem zespołu było zrozumienie, w jaki sposób gaz metanowy uwalniany przez ten topniejący lód może mieć związek ze zmianami klimatycznymi na poziomie globalnym.
Kiedy jednak naukowcy analizowali próbki gleby z regionu Kongsfjorden na Svalbard w Norwegii, gdzie mieli siedzibę, znaleźli coś, co ich zaskoczyło i zaalarmowało: mnóstwo superbakterii, które według wszystkich źródeł nie powinny tam żyć.
„Badanie dało dobrą okazję do przetestowania próbek gleby pod kątem genów antybiotyków przy założeniu, że Svalbard był tak odległym i odizolowanym miejscem, że nie znaleźlibyśmy żadnych dowodów na istnienie takich genów” - mówi prof. Roberts.
„W przeciwieństwie”, zauważa, „znaleźliśmy całkiem sporo, w tym genów opornych na antybiotyki superbakterii, takich jak gen z New Delhi, który pojawił się w Indiach nie tak dawno temu. To była niespodzianka - geny, które znaleźliśmy, wyraźnie miały krótki czas transferu między odkryciem w Indiach a naszą grupą, która wykryła je w Arktyce zaledwie kilka lat później. ”
Naukowcy opisują swoje odkrycia i implikacje tego odkrycia w nowym artykule badawczym, który ukazuje się w czasopiśmie Środowisko międzynarodowe.
„Możliwość wystąpienia odpadów ludzkich”
Naukowcy przeanalizowali 40 próbek gleby z ośmiu różnych miejsc na Svalbardzie. Przeprowadzone przez nich sekwencjonowanie DNA ujawniło obecność 131 genów opornych na antybiotyki.
Jednym z tych genów, którego obecność w glebie arktycznej zaskoczyła badaczy, jest BlaNDM-1, które naukowcy odkryli po raz pierwszy w New Delhi w Indiach w 2007 roku.
W bakteriach BlaNDM-1 nadaje oporność na antybiotyki karbapenemy, silny zestaw leków, których lekarze używają tylko do leczenia chorób zakaźnych, które nie reagują na inne antybiotyki.
Pytanie, które powstało w wyniku tego odkrycia, brzmiało: w jaki sposób te superbakterie dostały się do tego odległego regionu Arktyki? Prof. Roberts i współpracownicy stawiają hipotezę, że szczepy oporne na antybiotyki mogą rozprzestrzenić się tak daleko na kilka różnych sposobów.
„Prawdopodobnie pochodziły z patogenów, które były wielokrotnie narażone na różne rodzaje antybiotyków - w ten sposób otrzymujemy szczepy ostrooporne na antybiotyki, które utrzymują się nawet pomimo stosowania leczenia„ ostatniej szansy ”” - wyjaśnia prof. Roberts.
„Niektóre miejsca, w których znaleźliśmy szczep genu z New Delhi, nie są zbyt daleko od głównej bazy badawczej, więc istnieje możliwość, że w grę wchodziły ludzkie odpady” - zauważa.
Badacz wspomina również o dwóch innych ścieżkach, którymi mogły podróżować odporne szczepy. Pierwsza to „kolonie ptaków lęgowych”, które były obecne na obszarach, na których naukowcy zaobserwowali „najwyższe stężenia tych genów”. Drugi to ruchy małych zwierząt, takich jak lisy, które mogą podnosić owady z wodopojów, które dzielą z ptakami.
Superbugi są „zarówno rodzime, jak i wyewoluowane”
Następnie naukowcy stanęli przed kolejnym problemem. Chcieli dowiedzieć się, które z genów antybiotykoopornych są rodzime, czyli naturalnie występujące w regionie, a które mogły „przybyć” do Arktyki z innych części świata.
„Ponieważ migracja tych genów budzi tak wielkie obawy, następne pytanie brzmi:„ Czy te geny oporne na antybiotyki są rodzime - czy też zostały przeniesione? ”- mówi prof. Roberts.
Naukowcy zidentyfikowali punkt odniesienia dla natywnych genów opornych na antybiotyki, aby móc je oddzielić od tych, które przybyły do tego regionu z innego miejsca.
„Zrobiliśmy to, przyglądając się zasobom składników odżywczych w glebie, która w tych arktycznych glebach jest bardzo, bardzo niska.Byliśmy wtedy w stanie powiązać geny oporności na antybiotyki z czymś, co wydaje się być nowym źródłem fosforanów sprowadzanych z zewnątrz - a najbardziej prawdopodobnym źródłem fosforanu są odchody, albo w ściekach ludzkich, albo, co więcej, jest to ptasie guano, ”Wyjaśnia naukowiec.
Naukowcy uważają, że część genów opornych na antybiotyki przechodziła z jednej bakterii do drugiej w procesie zwanym „bocznym transferem genów”, w którym szkodliwe bakterie przenoszone przez ptaki i inne wektory przedostały się z kału do wody.
Po śmierci bakterie uwalniają swój materiał genetyczny do środowiska, co oznacza, że inne bakterie mogą następnie odebrać geny oporne na antybiotyki.
Zespół badawczy ostrzega, że odkrycie wielolekowej oporności na antybiotyki w odległej Arktyce oznacza, że zjawisko superbakterii naprawdę stało się globalne i może stanowić bardzo poważne i bezpośrednie zagrożenie.
„W Arktyce znaleźliśmy zarówno rodzime, jak i wyewoluowane geny oporności na antybiotyki. Obawa polega na tym, że wraz z rozprzestrzenianiem się oporności na taką skalę, możemy zbliżać się do epoki poantybiotykowej, w której żaden z naszych antybiotyków nie działa, ponieważ patogeny, z którymi próbujemy walczyć, pobrały oporne geny poprzez ewolucję lub transfer poprzeczny.
Prof. Jennifer Roberts
„Jest dla nas naprawdę ważne, abyśmy zaczęli myśleć o zarządzaniu systemem wodnym i stosowaniu antybiotyków w sposób globalny - oraz abyśmy zaczęli ograniczać i kontrolować niektóre rozprzestrzenianie się, które w tej chwili wyraźnie nie jest kontrolowane” - zachęca prof. Roberts.
