Danske forskere har fundet en af de grundlæggende mekanismer for, at bakterier kan blive resistente over for antibiotika.

Sygdomsfremkaldende bakterier parrer sig simpelthen med de bakterier, som lægemiddelindustrien bruger til at lave antibiotika.

Sex-akten gør, at når de antibiotikaproducerende bakterier dør, kan andre bakterier samle de døde bakteriers gener op og blive antibiotikaresistente. På den måde kan resistensgener havne i eksempelvis colibakterier.

Det nye forskningsresultat viser, hvor let det er for bakterier at blive resistente, og at vi i store træk er relativt magtesløse over for det.

»Det er en ganske naturlig proces, som vi ikke kan gøre meget ved. Vi kan kun være opmærksomme på problemet, for resistensgenerne er allerede derude i naturen, hvor sygdomsfremkaldende bakterier kan samle dem op via den mekanisme, som vi er de første til at beskrive,« fortæller seniorforsker Tilmann Weber fra DTU BIOSUSTAIN ved Danmarks Tekniske Universitet (DTU).

Det nye forskningsresultat er netop offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Nature Communications.

Resistens kan have mange årsager

Forskere har længe vidst, at sygdomsfremkaldende bakterier kan opsamle resistensgener fra andre bakterier, men det nye studie demonstrerer én af de måder for første gang – og det på elegant vis, synes Lars Hestbjerg Hansen, der er professor på Institut for Miljøvidenskab ved Aarhus Universitet.

»Det nye studie viser, hvordan gener for resistens kan komme fra en antibiotikaproducerende bakterie til en antibiotikafølsom bakterie. Det har været en populær hypotese længe, og den hypotese har forskerne sandsynliggjort. Det her studie viser, at der formentlig er mange såkaldte resistensgener derude i naturen, som sygdomsfremkaldende bakterier kan samle op, hvis de får muligheden for det,« siger Lars Hestbjerg Hansen.

Forskeren fra Aarhus Universitet har ikke deltaget i det nye studie, men forsker selv i, hvordan antibiotikaresistens kan opstå. Han fortæller, at der formentlig er mange forskellige måder, bakterier kan blive resistente på.

»Min egen hypotese er, at gener, som laver noget helt andet, kan ændres og overudtrykkes til at gøre bakterier antibiotikaresistente. Det er en helt anden teori, og det viser, at bakterier formentlig kan blive resistente på mange måder. Jo bedre vi forstår de forskellige måder, des bedre kan vi også forstå, hvordan vi kan bekæmpe de resistente bakterier. Her hjælper det nye studie med til at belyse én af måderne,« siger Lars Hestbjerg Hansen.

Resistens kommer fra bakterier i naturen

Inden vi fortsætter med det nye forskningsresultat, snupper vi lige lidt baggrundsviden, som er vigtig at have med for at forstå, hvad de danske forskere præcist har fundet ud af.

Antibiotika bliver i mange tilfælde udvundet af naturens bakterier.

Eksempelvis producerer aktinobakterier (typer af bakterier, der findes i blandt andet jord) tre fjerdedele af det antibiotika, lægeverdenen bruger i dag.

Aktinobakterierne producerer de forskellige antibiotika for at kunne bekæmpe andre bakterier i deres nærmiljø, og deres forsvarsmekanisme udnytter vi i kampen mod sygdomsfremkaldende bakterier.

Den bagvedliggende mekanisme er fundet

For ikke selv at gå til grunde i de skadelige stoffer, som antibiotika er, har aktinobakterierne udviklet resistens mod stofferne.

Deres resistens består eksempelvis af proteiner, som transporterer stofferne ud af cellerne, hvis de først kommer ind.

Disse proteiner bliver lavet af gener, og de gener vil man for alt i verden holde væk fra sygdomsfremkaldende bakterier.

Hvis generne først bliver en del af de sygdomsfremkaldende bakteriers arvemateriale, bliver bakterierne resistente over for netop de antibiotika, som ellers kunne slå dem ihjel.

»I omkring 30 år har man mistænkt, at sygdomsfremkaldende bakterier kan blive resistente ved at få resistensgener fra de bakterier, som laver antibiotika. Men vi har ikke før nu kunnet bevise det eller kendt til den bagvedliggende mekanisme. Det er den, som vi nu har fundet,« siger Tilmann Weber.

Deler arvemateriale for at blive resistente

I det nye forskningsarbejde viser forskerne fra DTU, hvordan sygdomsfremkaldende bakterier parrer sig med antibiotikaproducerende bakterier for at få fingrene i deres resistensgener.

De sygdomsfremkaldende bakterier begynder med at penetrere aktinobakteriernes ydre membran med et lille rør og skyder derefter en lille stump af deres eget genetiske arvemateriale ind i den antibiotikaproducerende bakterie.

Inden i bakterien bliver det lille stykke genetiske arvemateriale til en del af aktinobakteriens arvemateriale.

Samler resistensgener op fra jorden

Når aktinobakterien dør, flyder alt dens arvemateriale ud i omgivelserne og ender eksempelvis på jorden.

Kommer de sygdomsfremkaldende bakterier i kontakt med det genetiske arvemateriale og kan genkende den stump arvemateriale, som de tidligere skød ind i aktinobakterien, kan de samle arvematerialet op igen.

Hvis stumpen af genetisk arvemateriale er klistret sammen med aktinobakteriens resistensgener, bliver resistensgenerne også samlet op og bliver til en del af den sygdomsfremkaldende bakteries arvemateriale.

Det gør, at den sygdomsfremkaldende bakterie bliver resistent over det antibiotika, som aktinobakterien producerer.

»Det er en meget simpel mekanisme, der aldrig tidligere er blevet observeret, og som vi er de første til at beskrive,« siger Tilmann Weber.

Forskerne kalder den nyopdagede mekanisme for ’carry back’.

»Opdagelsen gør, at vi måske skal tænke mere i, hvordan vi vælger antibiotika fra bakterier i fremtiden. Her skal vi også overveje de resistensmekanismer, som findes i bakterierne, og som sygdomsfremkaldende bakterier måske kan opsamle. Vi kan også tænke mere i at modificere antibiotika, så de sygdomsfremkaldende bakterier ikke bare kan samle gener op fra naturen for at bliver resistente over for det, som vi bruger imod dem,« siger Tilmann Weber.