Antibiotikaresistenz breitet sich durch die Luft aus, die wir atmen, warnen Wissenschaftler

Der dichte Nebel, der über San Franciscos Golden Gate Bridge rollt, ist gleichbedeutend mit der Bay Area. Der Nebel ist jedoch mehr als nur ein Emblem für die Küstenstadt. Er kann auch eine gewaltige Straße für Gene darstellen, die gefährliche, antibiotikaresistente "Super-Wanzen" erzeugen, warnen Wissenschaftler in einer in veröffentlichten Studie Umweltwissenschaft und -technologie. Der Aufstieg von Superbakterien durch die Überregulierung und den Missbrauch von Antibiotika ist schwer genug zu kontrollieren, aber jetzt sieht es so aus, als ob sie aus der Luft austreten könnten.

Die alarmierende Ausbreitung von Infektionen durch Super Gonorrhoe und Staphylococcus aureus zeigt, wie schlimm das antibiotikaresistente Bakterienproblem geworden ist. Im Januar stellte die Weltgesundheitsorganisation fest, dass 500.000 Menschen in 22 Ländern Antibiotika-resistente Infektionen hatten, die nahezu unbehandelbar waren. Der Grund, warum diese Superbugs so gefährlich sind, liegt darin, dass sie bestimmte Antibiotikaresistenzgene (ARGs) tragen, die sie vor den meisten Medikamenten schützen.

Normalerweise breiten sich die ARGs aus, wenn ein glücklicher Superbug überlebt, nachdem eine Dosis Antibiotika die meisten seiner Genossen getötet hat. Dieser Superbug vermehrt sich, wodurch eine eigene Kolonie von Minions entsteht, die sein überragendes genetisches Material teilen. Das Team hinter der neuen Studie stellte jedoch fest, dass sich diese ARGs auf andere Weise verbreiten können: Sie können es werden in der Luft Reisen von Bakterien zu Bakterien auf der ganzen Welt - und schaffen so neue Formen von Superbugs.

"ARGs könnten durch die Luft in entlegene Regionen oder an andere Orte gelangen, an denen Antibiotika dagegen weniger eingesetzt werden", so der Autor der Studie, Maosheng Yao Ph.D. des College of Environmental Sciences und Engineering der Peking University Inverse "Gewöhnliche Bakterien könnten bei der Aufnahme dieser ARGs gegen Antibiotika resistent werden."

Airborne ARGs machen Yao und sein Team nervös, weil sie die zweite, schwieriger zu handhabende Methode der Ansammlung von Genen für Bakterien darstellen. Im Gegensatz zu Tieren, die warten müssen, bis sie gebären, um ihr genetisches Material an die nächste Generation weiterzugeben, können Bakterien injizieren gegenseitig mit genetischem Material, einschließlich ARGs. Die Auswirkungen sind dauerhaft, da die Gene in der DNA der Empfängerbakterien kodiert werden.

Dieser Prozess wird aufgerufen horizontale Übertragung macht den Widerstand aus der Luft zu einer solchen Bedrohung. Luftströmungen, die in urbanen Umgebungen zirkulieren, wirbeln jeden Tag um Millionen von Menschen herum, was die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass typische Bakterien auf Antibiotika-resistente Bakterien treffen.

Globetrotting-ARGs

Die erschütternde Beobachtung wirft Yao zwei Fragen auf. Welche Städte auf der ganzen Welt sind ARG-Tourismus-Hotspots und wie kommen sie überhaupt in die Luft?

Um dies zu untersuchen, untersuchte das Team die Keimbelastung in 19 Städten, darunter San Francisco, Peking und Paris, mit einer besonders ausgeklügelten Methode. Sie wählten nach dem Zufallsprinzip Autos aus jeder Stadt aus und nahmen Proben von Partikeln, die sich im Inneren der Wechselstromfilter angesammelt hatten, von denen gezeigt wurde, dass sie Partikel in Außenschadstoffen treu darstellen. Durch das Abkratzen der Filter selbst hatte das Team eine Vielzahl von Mustern, die auf ihre ARGs geprüft wurden.

Ihr Screening ergab 30 verschiedene Arten von ARGs, die Bakterien resistent gegen sieben Arten von Antibiotika machen.

Peking, China und Brisbane, Australien, standen als die Städte mit den meisten Städten auf der Liste Vielfalt von ARGs in der Luft, aber die Arten von ARGs in der Luft waren von Stadt zu Stadt sehr unterschiedlich. Zum Beispiel enthielt die Luft in Melbourne einen hohen Anteil an luftgetragenen Genen, die eine Resistenz gegen Medikamente wie Penicillin und einen geringen Anteil an Genen, die gegen Ciproflaxin, ein Antibiotikum, das zur Behandlung von Typhus eingesetzt wird, ausübten.

Abgesehen von dieser Analyse führte eine Stadt die Liste mit den höchsten ARG-Konzentrationen in der Luft an: San Francisco. Obwohl es in der Stadt insgesamt weniger Luftverschmutzung gab als in Städten, die mit Partikeln dicht besiedelt waren, stellte Yao überrascht fest, dass die Bay Area mehr ARGs in der Luft hatte als Paris, Peking und Singapur 100 mal mehr ARGs als die relativ kleine Stadt Bandung, Indonesien.

„In einigen Städten mit guter Luftqualität haben wir eine größere Anzahl von ARGs festgestellt, sogar ARGs, die auf die stärksten Antibiotika abgestimmt sind“, erklärt Yao.

Wo kommst du her?

Yao schlägt vor, dass diese Gene an Orten wie Abwasseraufbereitungsanlagen, Krankenhäusern oder Tierfutterbetrieben ihren Ursprung haben. Insbesondere Abwasser wird häufig mit Antibiotika behandelt, die, wenn sie nicht alle Bakterien abtöten könnten, die Überlebenden dazu veranlassen könnten, eine Reihe von Resistenzgenen zu entwickeln. Frühere Forschungen haben auch gezeigt, dass Abwässer wahrscheinlich aerosolisiert werden. Dies bedeutet, dass die im Wasser vorhandenen Partikel in die Luft gelangen können.

Was auch immer die Verbreitung von Antibiotika-Resistenzen antreibt, es ist an der Zeit, das Eindämmen zu reduzieren, schrieben Forscher der Medical School der University of Exeter in einer von der Industrie finanzierten Branche mBio Studieren am Dienstag. "Bislang waren viele Forschungsanstrengungen zur Bewältigung dieses Problems in Krankenhäusern und bei der Reduzierung der klinischen Verschreibung geplant, aber wir wissen jetzt, dass die Umwelt wahrscheinlich dazu beitragen wird, wie sich Antibiotikaresistenzen entwickeln und ausbreiten können", sagte der Hauptautor William Gaze, Ph.D. „Wir müssen alle ganzheitlich über das Umweltmanagement von Abfällen nachdenken, einschließlich der Behandlung unserer Abwässer.“

Selbst wenn die Gene dieser im Abwasser lebenden Bakterien nicht irgendwann zu schwebenden Globetrottern werden, die in Städten auf der ganzen Welt schwimmen, könnte es besser sein, die Abwässer unter Kontrolle zu halten, meint Yao. In der Zwischenzeit tun die Bürger von San Francisco einen Gefallen und hören auf, Antibiotika in die Toilette zu spülen.