Neuseeländische Forscher haben herausgefunden, dass die Wirkstoffe in häufig verwendeten Unkrautvernichtern wie Round-up und Kamba dazu führen können, dass Bakterien weniger anfällig für Antibiotika werden. Bildnachweis: shutterstock.com, CC BY-ND

Antibiotika verlieren ihre Fähigkeit, Bakterien abzutöten.

Einer der Hauptgründe für den Anstieg der Antibiotikaresistenz ist die unsachgemäße Verwendung von Antibiotika, aber unsere Neueste Forschung zeigt, dass die Inhaltsstoffe in häufig verwendeten Unkrautvernichtungsmitteln wie Round-up und Kamba dazu führen können, dass Bakterien weniger anfällig für Antibiotika werden.

Herbizide induzieren Genaktivität

Schon jetzt sind 700,000-Todesfälle jedes Jahr auf Infektionen durch arzneimittelresistente Bakterien zurückzuführen. Ein kürzlich berichten projiziert, dass von 2050, 10 Millionen Menschen pro Jahr von zuvor behandelbaren bakteriellen Infektionen sterben, mit einer kumulativen Kosten für die Weltwirtschaft von $ US100 Billionen.

Die Bakterien, die wir untersuchen, sind potenzielle menschliche Krankheitserreger. Vor siebzig Jahren waren Krankheitserreger gegenüber Antibiotika, die in Medizin und Landwirtschaft verwendet werden, gleichförmig anfällig. Das hat sich geändert. Jetzt sind einige gegen alle bis auf ein oder zwei Antibiotika resistent. Einige Stämme sind gegen alle resistent.

Wenn Bakterien ausgesetzt wurden kommerzielle Herbizidformulierungen basierend auf 2,4-D, Dicamba oder Glyphosat veränderte sich die letale Konzentration verschiedener Antibiotika. Oft brauchte es mehr Antibiotika, um sie zu töten, aber manchmal dauerte es weniger. Wir haben gezeigt, dass eine Wirkung der Herbizide darin besteht, bestimmte Gene zu induzieren, die sie alle tragen, aber nicht immer verwenden.

Diese Gene sind Teil der sogenannten "adaptiven Antwort". Die Hauptelemente dieser Reaktion sind Proteine, die Toxine aus der Zelle "pumpen" und die intrazellulären Konzentrationen sublethal halten. Wir wussten das, weil die Zugabe eines chemischen Inhibitors der Pumpen die schützende Wirkung des Herbizids beseitigte.

In unserer späteste ArbeitWir testeten dies mit Gen-Knockout-Bakterien, die so konstruiert waren, dass nur ein Pumpgen verloren ging. Wir fanden heraus, dass der größte Teil der Wirkung des Herbizids durch diese Pumpen erklärt wurde.

Verringerter Gebrauch von Antibiotika kann das Problem möglicherweise nicht beheben

Seit Jahrzehnten vertrauen wir darauf, neue Antibiotika zu entwickeln, die über die Weisheit hinausgehen, die Wirksamkeit der bestehenden zu erhalten. Wir haben die gleichen Erfindungsanreize für die Kommerzialisierung von Antibiotika wie für Mobiltelefone angewendet. Diese Anreize maximieren die Rate der Produktverkäufe. Sie haben den Markt mit Telefonen gesättigt und sättigen die Erde mit antibiotikaresistenten Bakterien.

Der unsachgemäße Gebrauch von Antibiotika ist ein starker Treiber für den weitverbreiteten Widerstand. Wenn man das weiß, führt dies natürlich zu der Hypothese, dass die richtige und geringere Verwendung die Welt wieder in Ordnung bringen wird. Leider ist die Wissenschaft nicht vollständig auf der Seite dieser Hypothese.

Studien, die den Widerstandsraten folgen, finden im Allgemeinen a Abnahme des Widerstands zu bestimmten Drogen, wenn ihre Verwendung verboten oder verringert wird. Die Wirkung ist jedoch keine Wiederherstellung einer vorantibiotischen Anfälligkeit, die durch eine mehrjährige Wirksamkeit des Antibiotikums gekennzeichnet ist. Stattdessen, Widerstand kehrt zurück schnell, wenn das Medikament wieder verwendet wird.

Dies sagt uns, dass, wenn sich die Resistenz in Bakterienpopulationen erst einmal stabilisiert hat, der Einsatz von Suspensionen das Verhältnis von resistent zu anfällig ändern kann, aber nicht resistente Typen eliminiert. Sehr wenige resistente Bakterien können das Antibiotikum bei erneuter Anwendung unterminieren.

Herbizide und andere Schadstoffe ahmen Antibiotika nach

Was hält diese resistenten Minderheiten herum? Daran erinnern, dass Bakterien sehr klein sind, aber es gibt viele von ihnen; Sie tragen 100 Billionen von ihnen. Sie finden sich auch tief unter der Erde, hoch in der Atmosphäre.

Da Antibiotika so stark sind, eliminieren sie Bakterien, die anfällig sind, und lassen die wenigen resistenten Bakterien wieder auffüllen. Nachdem wir das getan haben, haben wir jetzt viele Bakterien und viele Resistenzgene, um loszuwerden, und das braucht viel Zeit.

Wie unsere Arbeit suggeriert, ist die Geschichte noch komplizierter. Wir neigen dazu, Antibiotika als Medizin und Agrochemikalien, Handseifen, Insektensprays und Konservierungsstoffe als verschieden zu betrachten. Bakterien tun das nicht. Für sie sind sie alle giftig.

Einige sind wirklich giftig (Antibiotika) und manche nicht so sehr (Herbizide). Bakterien gehören zu den langlebigsten Organismen auf der Erde. Fast vier Milliarden Jahre Überleben haben ihnen den Umgang mit Giftstoffen gelehrt.

Pestizide als antibiotische Impfstoffe

Unsere Hypothese ist, dass Herbizide die Bakterien von toxischeren Toxinen wie Antibiotika immunisieren. Da alle Bakterien diesen Schutz haben, ist die Verwendung von weit verbreiteten Produkten, denen sie ausgesetzt sind, besonders problematisch. So können diese Produkte unter anderem Bakterien für Antibiotika bereithalten, unabhängig davon, ob wir sie verwenden oder nicht.

Wir fanden heraus, dass sowohl die gereinigten Wirkstoffe als auch potentielle inerte Inhaltsstoffe in Unkrautvernichtungsmittel eine Veränderung der Antibiotikaresistenz verursachten. Diese inerten Inhaltsstoffe finden sich auch in verarbeiteten Lebensmitteln und gewöhnlichen Haushaltsprodukten. Der Widerstand wurde unterhalb der gesetzlich erlaubten Lebensmittelkonzentrationen verursacht.

Was bedeutet das alles? Zunächst einmal müssen wir wohl genauer darüber nachdenken, wie wir den chemischen Handel regulieren können. Mit ungefähr acht Millionen hergestellten Chemikalien im Handel, 140,000 neu seit 1950und begrenztes Wissen über ihre Kombinationseffekte und Abbauprodukte wird dies nicht einfach sein.

Aber es ist auch nicht einfach jemanden zu sehen, der an einer Infektion stirbt. Wir haben die Kraft zu heilen verloren.

Über den Autor

Jack Heinemann, Professor für Molekularbiologie und Genetik, Universität von Canterbury

Dieser Artikel wurde ursprünglich veröffentlicht am Das Gespräch.. Lies das Original Artikel.

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