NY STUDIE. Genom att jämföra tusentals bakteriers arvsmassa har forskare vid Göteborgs universitet kunnat kartlägga varifrån antibiotikaresistensgener kommer. För nästan alla gener där man kunde identifiera ett ursprung började genen att spridas från sjukdomsframkallande bakterier.
Människors dna sprids enbart genom biologiskt arv, medan bakterier har för vana att dela med sig en del av sina gener också till andra bakteriearter. Detta gäller ofta gener som gör bakterierna resistenta mot antibiotika.
Användningen och överanvändningen av antibiotika ger en fördel åt de bakterier som tagit upp resistensgener, vilket leder till ytterligare spridning och minskade möjligheter att behandla infektioner. Stora delar av den moderna sjukvården är därmed hotad.
Snabba teknologiska framstegen inom storskalig dna-sekvensering har under det senaste decenniet gjort det möjligt att studera bakteriers evolution mycket mer effektivt än tidigare, en avgörande faktor bakom den aktuella studien, publicerad i tidskriften Communications Biology.
Från arter som ger sjukdom
Ett forskarteam på Centrum för antibiotikaresistensforskning vid Göteborgs universitet, CARe, har finkammat den vetenskapliga litteraturen på studier om resistensgeners ursprung, lagt till information från publika dna-databaser, och kritiskt granskat de sammanlagda bevisen.
Resultaten visar att de bakterier som producerar antibiotika i självförsvar, och ofta spekuleras vara källan till resistensgener, inte fanns med på listan över ursprungsarter. I stället var alla arter, utom en, sådana som kan orsaka infektioner hos människor och djur.
Joakim Larsson, professor i miljöfarmakologi och föreståndare för CARe, är seniorförfattare till studien:
– Givet att de allra, allra flesta bakterier är helt ofarliga för oss, så kom det lite som en överraskning att dessa gener nästan uteslutande kommer från arter som kan orsaka infektioner. Men å andra sidan så är det ju rimligt eftersom dessa arter ofta triggar antibiotikaanvändning när vi infekteras av dem, och andra potentiellt sjukdomsframkallande bakterier finns ofta i närheten, redo att byta gener! Resultaten understryker att tarmfloran hos människor och domesticerade djur är en viktig arena för resistensevolution, säger han.
Miljön behöver skyddas
Kunskap om varifrån resistensgener kommer är viktig för att veta hur man bäst begränsar uppkomst av ytterligare resistensgener i kliniken. Författarna påpekar också att för mer än 95 procent av alla kända resistensgener vet man inte varifrån de kommer. Joakim Larsson igen:
– Sannolikt kommer de allra flesta av dem från ännu ej sekvenserade bakterier. Vi känner till de flesta arter som brukar finnas i tarmarna och på huden hos oss själva och våra domesticerade djur. Det pekar mot att många kommer från den relativt outforskade genreservoaren hos bakterier som primärt lever i den yttre miljön. Miljön som sannolik källa för resistensgener lyfter också behovet av att skydda den mot onödig antibiotikaexponering från exempelvis avloppsvatten som annars kan riskera att driva på resistensutvecklingen.
Titel: A framework for identifying the recent origins of mobile antibiotic resistance genes, https://doi.org/10.1038/s42003-020-01545-5
TEXT: MARGARETA GUSTAFSSON KUBISTA
Skall man förstå det som att de flesta sjukdomsalstrande bakterierna lever sitt huvudsakliga liv utanför våra eller våra husdjurs kroppar och att det sker en utväxling av bakterier mellan oss och omgivningen?
Hej Ivar, tack för din fråga! De resistensgener där vi känner urspunget så kommer de i nästan alla fall från någon annan art som åtminstone ibland ger upphov till infektioner. Det mest sannolika för dessa gener är att de påbörjade sin horisontella spridning (mellan arter) i våra (eller våra djurs) tarmar. Vi vet ju i dessa fall att både ”sändare” och ”mottagare” finns i många individers mikrobiota och dessutom finns där ju ett kraftigt antibiotikatryck då och då som kraftigt gynnar denna typ av processer.
När det gäller majoriteten av resistensgener – där vi inte känner urspunget – så tyder det på att sändarna (ursprunget för resistensgenerna) utgörs av hittills osekvenserade, sannolikt helt okända bakteriarter. Eftersom vi har skaplig koll på vilka bakterier som är vanliga i vårt eget mikrobiom så tyder det på att de flesta av dessa okända bakterier antagligen spenderar all eller nästan all sin tid utanför våra kroppar. Man kan då tänka sig (minst) tre scenarion för hur dessa gener påbörjade sin ”mobila bana”: Antingen träffades sändare och mottagare (patogen) någonstans i omgivningen, och genöverföringen skedde där. Eller så råkade sändaren vid något ganska sällsynt tillfälle hamna i våra tarmar (utan att vara så vanlig att vi forskare har lyckats isolera arten och sekvensera den) och så skedde överföringen i tarmen. En tredje möjlighet är att sändaren träffade en intermediär icke-patogen art (antingen i miljön eller i vår kropp) och förde över resistensgenen, som vid ett annat, senare tillfälle i sin tur för över genen till en patogen (i miljön eller i vår kropp). Hoppas det svarade på din fråga! Hälsningar/ Joakim.