Die Exposition mikrobieller Gemeinschaften gegenüber Antibiotika könnte die Ausbreitung von Plasmid-codierten Genen erleichtern

DNA-Moleküle, sogenannte Plasmide – von denen einige Bakterien vor Antibiotika schützen – können sich schnell durch bakterielle „Gemeinschaften“ ausbreiten, die mit Antibiotika behandelt werden, wie neue Forschungsergebnisse zeigen.

Plasmide befinden sich in Bakterienzellen und verlangsamen manchmal die bakterielle Vermehrung – aber sie können Gene tragen, die die Wirkung von Antibiotika stoppen (sogenannte antimikrobielle Resistenz).

Die neue Laborstudie der University of Exeter ergab, dass sich ein Plasmid, das einer oder mehreren Arten zugute kommt, nicht nur über diese Arten, sondern auch auf andere in der Gemeinschaft ausbreitet.

Bakteriengemeinschaften existieren sowohl in der Umwelt als auch im „Mikrobiom“ einzelner Organismen einschließlich des Menschen.

Sehr oft ist die antimikrobielle Resistenz nicht an die Bakterien selbst gebunden – sie ist in Plasmiden kodiert, die sie tragen, und kann sie weitergeben.“

Arthur Newbury, Hauptautor, Environment and Sustainability Institute auf dem Penryn Campus von Exeter in Cornwall

„Plasmide können zwischen Bakterien springen, und obwohl die meisten keine Antibiotikaresistenz verursachen, machen diejenigen, die dies tun, den neuen Wirt sofort resistent.

“Diese Plasmide werden nützlich, wenn Antibiotika in der Nähe sind, was einer der Gründe dafür ist, dass Resistenzen in Krankenhäusern sehr schnell auftreten und sich ausbreiten können.”

Wenn eine oder mehrere Bakterienarten davon profitieren, ein Plasmid zu beherbergen, erreicht das Plasmid eine „höhere Dichte“ in der Population – wodurch es wahrscheinlicher wird, sich auf andere Arten auszubreiten.

Dies wiederum macht es wahrscheinlicher, dass ein Plasmid auf eine pathogene (krankmachende) Art in der Gemeinschaft übertragen wird – selbst wenn diese Art noch keinem Antibiotikum ausgesetzt war.

„Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Exposition mikrobieller Gemeinschaften – einschließlich menschlicher Mikrobiome – gegenüber Antibiotika die Ausbreitung anderer Plasmid-codierter Gene, einschließlich antimikrobieller Resistenzgene, erleichtern könnte“, sagte Dr. Dirk Sanders, ebenfalls vom ESI.

siehe auch  Forscher des IIT Madras entwickeln KI-Tool für „personalisierte Krebsdiagnose“

Die Studie verwendete einen Netzwerkansatz – eine hochwirksame Methode, um komplexe Situationen zu untersuchen, die von Bakteriengemeinschaften bis hin zu Pandemien reichen.

Das Team weitet diese Forschung bereits aus und testet mit mehr Plasmiden und komplexeren Bakteriengemeinschaften (einschließlich Tests darüber, wie sich Plasmide im Abwasser ausbreiten könnten).

„Es besteht ein enormes Potenzial für die Ausbreitung antimikrobieller Resistenzen, die durch Plasmide in Umweltumgebungen verursacht werden“, erklärte Dr. Sanders.

Die Studie wurde vom Natural Environment Research Council finanziert.

Das Papier, veröffentlicht in der Zeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciencesträgt den Titel: “Kurzfristige Fitnesseffekte von zweiseitigen Interaktionen prägen die Netzwerkstruktur von wechselseitigen und antagonistischen Gemeinschaften.”

Quelle:

Zeitschriftenreferenz:

Newbury, A., et al. (2022) Fitness-Effekte von Plasmiden prägen die Struktur von Bakterien-Plasmid-Interaktionsnetzwerken. Proceedings of the National Academy of Sciences. doi.org/10.1073/pnas.2118361119.

Newsletter

Leave a Reply

Your email address will not be published.

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.