Mycket små mängder tungmetaller och antibiotika i miljön bidrar till resistensproblemen

Ny forskning från Uppsala universitet visar att plasmider som bär på många resistensgener mot antibiotika kan anrikas vid mycket låga koncentrationer av antibiotika och tungmetaller. Resultaten stärker misstanken om att de antibiotikarester och tungmetaller (t.ex. arsenik, silver, koppar) som sprids i miljön bidrar till resistensproblematiken. Fynden publiceras nu i den välrenommerade tidskriften mBio.

Antibiotikaresistens är ett växande medicinskt problem som hotar människors hälsa över hela världen. Var och hur dessa resistenta bakterier selekteras fram är till stor del okänt, även om man tror att den huvudsakliga selektionen sker i människor och djur som behandlas med antibiotika. En annan bidragande orsak är att ungefär hälften av de antibiotika som människor och djur behandlas med utsöndras genom urinen i oförändrad och aktiv form.

-   Dessa antibiotika sprids sedan, vanligen i mycket låga koncentrationer, via avloppssystem ut i vatten och mark där de kan förbli aktiva i miljön under lång tid och därmed bidra till anrikningen av resistenta bakterier, säger professor Dan I Andersson, som lett studien.

Förutom antibiotika så finns också mycket stora mängder biocider och tungmetaller i miljön, dels på grund av olika naturliga källor (t.ex. tungmetaller i grundvatten), men också som föroreningar orsakade av människans aktiviteter. Biocider och tungmetaller används huvudsakligen för att förhindra tillväxt av olika mikroorganismer i olika sammanhang, till exempel för att främja tillväxt i djurproduktionen (gris, fågel), i båtbottenfärger, som desinfektionsmedel i industri-, hem- och sjukhusmiljöer och i produkter - bland annat.

Plasmider (små extra DNA-bitar som kan överföras mellan bakterier) kan förutom antibiotikaresistensgener ibland också bära resistensgener mot biocider och tungmetaller, som t.ex. arsenik, koppar, silver, bly och kvicksilver.

-   När dessa kemikalier sprids i miljön kommer bakterier med resistensplasmiderna att selekteras fram, vilket indirekt leder till att också antibiotikaresistensen ökar. I de flesta miljöer förekommer dessutom en komplex blandning av antibiotika, biocider och tungmetaller, som kan förstärka varandras effekt, säger Dan I. Andersson.

I den aktuella studien har forskarna utfört mycket känsliga konkurrensförsök i laboratoriemiljö. De lät en känslig och en resistent bakterie med en plasmid växa tillsammans i närvaro av låga antibiotika- och tungmetallmängder. Resultaten visar att mycket låga koncentrationer av både tungmetaller (t.ex. arsenik) och antibiotika, var för sig eller i kombination, kunde anrika de resistenta bakterier som bar plasmiden.

- Dessa resultat är oroväckande och tyder på att andra substanser än antibiotika, som finns i mycket små mängder i miljön, också kan driva på resistensutvecklingen. Resultaten understryker betydelsen av minskad antibiotikaanvändning, men tyder också på att den i olika sammanhang höga användningen av tungmetaller och biocider borde minskas, säger Dan Andersson, huvudansvarig för studien.

Studien har finansierats av Formas och Vetenskapsrådet och ingår i ett större projekt (INTERACT, websida: http://interact.gu.se/svenska/) som syftar till att förstå hur biocider och tungmetaller, speciellt i kombination, bidrar till utvecklingen av antibiotikaresistens.

Referens: Erik Gullberg et al (2014) Selection of a Multidrug Resistance Plasmid by Sublethal Levels of Antibiotics and Heavy Metals. mBio. DOI:10.1128/mBio.01918-14.

För mer information, kontakta Dan Andersson,
tel: 018-471 4175, 070-167 90 77, e-post: Dan.Andersson@imbim.uu.se