'Naderen we een tijdperk waarin geen antibiotica werken?'
Onderzoekers maken zich zorgen over de snelle ontwikkeling en verspreiding van "superbacteriën", dit zijn bacteriën die niet reageren op antibiotica. Voor de eerste keer hebben wetenschappers krachtige superbacteriën gevonden in het afgelegen hoge noordpoolgebied van Noorwegen, waarvan ze vrezen dat ze niet veel goeds voorspellen voor de toekomst van antibioticabehandelingen.
Deels door natuurlijke processen en deels door overmatig gebruik of misbruik van antibiotica, zijn veel gevaarlijke bacteriestammen nog bedreigender geworden door resistentie te ontwikkelen tegen bepaalde antibiotica, de medicijnen die artsen gewoonlijk voorschrijven om bacteriële infecties te behandelen.
Dergelijke krachtige bacteriën, ook wel "superbacteriën" genoemd, zijn naar verluidt verantwoordelijk voor duizenden doden per jaar, zowel in Europa als in de Verenigde Staten.
Prof. Jennifer Roberts van de Universiteit van Kansas in Lawrence leidde onlangs een team dat een onderzoek deed naar het ontdooien van permafrost in het afgelegen hoge noordpoolgebied van Noorwegen.
Het oorspronkelijke doel van het team was om te begrijpen hoe het methaangas dat door dit smeltende ijs vrijkomt, verband houdt met klimaatverandering op mondiaal niveau.
Toen de onderzoekers echter bodemmonsters analyseerden uit de Kongsfjorden-regio van Svalbard in Noorwegen, waar ze waren gevestigd, vonden ze iets dat hen verraste en alarmeerde: een groot aantal superbacteriën die daar naar alle waarschijnlijkheid niet hadden mogen leven.
"De studie bood een goede gelegenheid om bodemmonsters te testen op antibiotische genen met de hypothese dat Svalbard zo'n afgelegen en geïsoleerde plaats was dat we geen enkel bewijs voor dergelijke genen zouden vinden", zegt prof. Roberts.
'Daarentegen', merkt ze op, 'hebben we er nogal wat gevonden, waaronder superbacterie-antibioticumresistente genen zoals het New Delhi-gen, dat niet zo lang geleden voor het eerst in India opdook. Dit was een verrassing - de genen die we vonden, hadden duidelijk een korte overgangstijd tussen de ontdekking in India en onze groep die ze pas een paar jaar later in het noordpoolgebied ontdekte. "
De wetenschappers vertellen over hun bevindingen en de implicaties van deze ontdekking in een nieuw studiepaper dat in het tijdschrift verschijnt Milieu Internationaal.
‘Mogelijk was er sprake van menselijk afval’
De onderzoekers analyseerden 40 bodemmonsters van acht verschillende locaties in Spitsbergen. De DNA-sequentiebepaling die ze hebben uitgevoerd, onthulde de aanwezigheid van 131 antibioticaresistente genen.
Een van deze genen, waarvan de aanwezigheid in de Arctische bodem de onderzoekers verraste, is blaNDM-1, die wetenschappers voor het eerst ontdekten in New Delhi, India in 2007.
In bacteriën, blaNDM-1 geeft resistentie tegen carbapenem-antibiotica, een krachtige reeks medicijnen die artsen alleen gebruiken om infectieziekten te behandelen die niet op andere antibiotica reageren.
De vraag die bij deze ontdekking opkwam, was: hoe zijn deze superbacteriën in dit afgelegen Arctische gebied terechtgekomen? Prof. Roberts en collega's veronderstellen dat er een paar verschillende manieren zijn waarop antibioticaresistente stammen zich zo ver zouden kunnen verspreiden.
`` Ze zijn waarschijnlijk afkomstig van ziekteverwekkers die meerdere keren zijn blootgesteld aan verschillende soorten antibiotica - zo krijgen we deze acuut antibioticaresistente stammen, waar ze blijven bestaan, zelfs ondanks het gebruik van 'laatste redmiddel'-behandelingen' ', legt prof.Roberts uit.
"Sommige van de sites waar we de New Delhi-genstam hebben gevonden, zijn niet erg ver van de belangrijkste onderzoeksbasis, dus er is een mogelijkheid dat er sprake was van menselijk afval", merkt ze op.
De onderzoeker noemt ook twee andere wegen waar de resistente stammen mogelijk doorheen zijn gegaan. De eerste is via "kolonies nestelende vogels" die aanwezig waren in gebieden waar de wetenschappers "de hoogste concentraties van deze genen" observeerden. De tweede is door de bewegingen van kleine dieren, zoals vossen, die de insecten kunnen oppikken uit drinkplaatsen die ze delen met vogels.
Superbugs zijn ‘zowel native als geëvolueerd’
Toen stonden de wetenschappers voor een ander probleem. Ze wilden weten welke van de antibioticaresistente genen inheems waren, d.w.z. van nature in de regio voorkomen, en welke mogelijk vanuit andere delen van de wereld naar het noordpoolgebied zijn "gereisd".
“Omdat de migratie van deze genen zo zorgwekkend is, wordt de volgende vraag:‘ Zijn deze antibioticaresistente genen inheems - of zijn ze overgedragen? ”, Zegt prof. Roberts.
De onderzoekers identificeerden een maatstaf voor inheemse antibioticaresistente genen, zodat ze deze konden scheiden van degenen die van elders in deze regio zijn aangekomen.
“Dat hebben we gedaan door te kijken naar de voedingsvoorraden in de bodem, die in deze arctische bodems heel, heel laag zijn.We waren toen in staat om de antibioticaresistente genen te koppelen aan wat een nieuwe bron van fosfaat lijkt te zijn die van buitenaf wordt aangevoerd - en de meest waarschijnlijke bron van fosfaat is uitwerpselen, hetzij in menselijk rioolwater of, meer dan waarschijnlijk, vogelguano. ”Legt de onderzoeker uit.
De wetenschappers geloven dat sommige van de antibioticaresistente genen van de ene bacterie naar de andere zijn overgegaan via een proces dat "laterale genoverdracht" wordt genoemd, waarbij de schadelijke bacteriën die vogels en andere vectoren met zich meedragen van de ontlasting in het water terechtkomen.
Zodra ze doodgaan, geven de bacteriën hun genetisch materiaal af aan de omgeving, waardoor andere bacteriën de antibioticaresistente genen kunnen oppikken.
Het onderzoeksteam waarschuwt dat de ontdekking van antibioticaresistentie tegen meerdere geneesmiddelen in het afgelegen Noordpoolgebied betekent dat het fenomeen superbug echt wereldwijd is geworden en een zeer ernstige en onmiddellijke bedreiging kan vormen.
“We vonden zowel inheemse als geëvolueerde antibioticaresistente genen in het noordpoolgebied. De zorg is dat met de verspreiding van resistentie op deze schaal, we mogelijk een post-antibioticum-tijdperk naderen waarin geen van onze antibiotica werkt, omdat de pathogenen die we proberen te bestrijden resistente genen hebben opgepikt via evolutie of laterale overdracht. ''
Prof. Jennifer Roberts
"Het is echt belangrijk voor ons om na te denken over het beheer van watersystemen en het gebruik van antibiotica op mondiale manieren - en om een deel van de verspreiding te verminderen en te beheersen die momenteel duidelijk niet onder controle is", benadrukt prof. Roberts.
