Resistente bakterier kan sprede sig fra jorden

Blærebetændelse, diarré eller lungebetændelse.

Sygdomme, som normalt er ufarlige, kan pludselig føre til døden, hvis bakterierne bag sygdommen ikke kan bekæmpes med antibiotika.

Den såkaldte antibiotika-resistens er ifølge verdens-sundhedsorganisationen WHO en af de alvorligste trusler mod menneskers sundhed, og problemet er voksende i store dele af verden.

Nu tyder en ny dansk-amerikansk undersøgelse på, at bakterier fra jorden kan spille en afgørende rolle for spredningen af den farlige resistens.

Jordbakterier 'parrer sig' med sygdomsbakterier

I undersøgelsen, som netop er publiceret i det anerkendte tidsskrift Science, finder forskerne nemlig dokumentation for, at jordbakterier har ”parret sig” med sygdomsbakterier, som er kendt for at inficere patienter på hospitalerne.

De forskellige bakterietyper har simpelthen udvekslet gener imellem sig, som gør dem resistente over for antibiotika.

»Det er en meget vigtig undersøgelse. Forskerne slår virkelig hovedet på sømmet og leverer en solid dokumentation for, at jordbakterier og sygdomsfremmende bakterier har udvekslet antibiotika-resistente gener i nyere tid.«

»Det betyder, at jorden og miljøet kan være en vigtig kilde til spredning af resistens,« siger lektor Kristian Koefoed Brandt fra Faggruppe for Genetik og Mikrobiologi under Institut for Plante og Miljøvidenskab, Københavns Universitet.

Han forsker selv inden for samme område, men han har ikke været en del af den nye undersøgelse.

Det manglende link er fundet

Blandt forskerne har man i flere årtier arbejdet med hypotesen om, at jordbakterier kunne spille en rolle for spredningen af antibiotika-resistente gener.

I jorden lever nemlig millioner af forskellige bakterier, og nogle af dem er fra naturens hånd udstyret med gener, som gør dem resistente over for antibiotika.

Men selvom det er en velkendt proces, at forskellige bakterietyper kan bytte gener, har forskerne hidtil ikke kunnet finde reel dokumentation for, at jordbakterier og sygdomsbakterier har udvekslet antibiotika-resistente gener.

»Man har manglet en form for link, som kunne bevise, at der var sket en overførsel af generne for nyligt. Det er det link, vi har fundet,« forklarer Morten Sommer, som er professor ved Institut for Systembiologi på Danmarks Tekniske Universitet (DTU) og en af forskerne bag den nye undersøgelse.

Udviklet ny teknik

Men hvordan har forskerne egentlig kunnet vise, at bakterier, som kendes fra sygehusene, har udvekslet gener med jordbakterier?

I første omgang har bevisførelsen krævet, at forskerne fik jord under neglene og indsamlede jordprøver fra forskellige områder i USA.

»Vi var nødt til at identificere, hvilke bakterier i jorden, som var resistente over for antibiotika,« fortæller Morten Sommer.

»Det gjorde vi ved at udsætte jordbakterierne for høje koncentrationer af antibiotika, sådan at det kun var resistente bakterier, som overlevede.«

Det næste og afgørende skridt var nu at kortlægge, hvilken del af jordbakteriernes arvemateriale som gjorde dem resistente over for antibiotika. Til det formål måtte forskergruppen udvikle en helt ny teknik.

»Vi har skridt for skridt taget dele af de resistente jordbakteriernes DNA. Det har vi så klonet ind i andre bakterier, som ikke er resistente over for antibiotika. De klonede bakterier har vi nu ladet vokse under betingelser, hvor de kun kan overleve, hvis de er blevet resistente over for antibiotika. På den måde har vi været i stand til at identificere resistens-generne,« forklarer Morten Sommer.

Resistens-gener var 100 procent identiske

I alt identificerede Morten Sommer og hans amerikanske kolleger syv forskellige resistens-gener fra jordbakterierne. Herefter undersøgte forskerne om sygdomsbakterier, som kendes fra hospitalerne, indeholdt de samme resistens-gener, som bakterierne i jorden.

»Det viste sig, at der findes resistens-gener i sygdomsfremkaldende bakterier, som er 100 procent identiske med resistens-gener, som findes blandt bakterier i jorden. Og når generne er 100 procent identiske - og organismerne er meget forskellige - så betyder det, at de her gener er blevet udvekslet mellem bakterierne.«

Men kunne det ikke blot være en tilfældighed, at forskellige bakterietyper har udviklet de samme resistens-gener?

»Nej. Sandsynligheden for, at det samme gen er udviklet uafhængigt af to forskellige organismer, er helt enormt lille. Da vi samtidig ser dette mønster for syv gener, kan denne mulighed helt udelukkes, og forklaringen må være, at generne er blevet udvekslet imellem de to bakterier,« siger Morten Sommer.

Har vi spist jord?

Selvom undersøgelsen viser, at der er blevet udvekslet gener mellem bakterier fra vidt forskellige miljøer – mellem bakterier, som lever i jorden, og bakterier, som lever i mennesker - siger undersøgelsen ikke noget om, hvordan bakterierne har mødt hinanden og fået udvekslet gener.

Ifølge Morten Sommer fra DTU kan genudvekslingen muligvis være sket via en slags ’mellemmænd’ – altså bakterier, som både kan leve i jorden og i mennesker.

Men overførslen kan også være sket ved direkte kontakt mellem de forskellige bakterier, eksempelvis når mennesker spiser jordrester fra frugt og grøntsager.

»Uanset, hvordan udvekslingen af gener er sket, så er det vigtigste, at vi nu ved, at antibiotika-resistens kan spredes via miljøet, og at det kan ske over relativt kort tid. For det betyder, at vi kan bruge den viden til at stoppe spredningen,« siger Morten Sommer.

Gødning kan sprede resistens

Han nævner blandt andet, at brugen af antibiotika i landbrug og fiskeopdræt kan have betydning for, at resistensen breder sig til sygdomsbakterier, som inficerer mennesker.

»Når landmændene giver deres dyr antibiotika, så kommer gødningen også til at indeholde antibiotika. Og når der køres antibiotika ud på markerne, så vil resistensen i jorden stige. På den måde bliver der større sandsynlighed for, at resistensen overføres fra jorden til sygdomsfremkaldende bakterier,« siger professor Morten Sommer.

Lektor Kristian Koefod Brandt fra Københavns Universitet er enig i, at den nye undersøgelse er et godt våben i kampen for at nedsætte brugen af antibiotika i landbruget.

»I Danmark er der allerede gjort en del tiltag for at tage hånd om brugen af antibiotika i landbrug og akvakultur. Men i lande som Indien og Kina sviner man virkelig med det her, og undersøgelsen viser, at det måske i virkeligheden er farligere, end vi havde regnet med,« forklarer Kristian Koefoed Brandt.

Usikkerhed om genernes oprindelse

Kristian Brandt Koefoed understreger dog, at undersøgelsen ikke kommer med afgørende beviser for, hvor de resistente gener oprindeligt stammer fra.

»Hvis man skal nævne en svaghed ved undersøgelsen, så er det, at vi ikke ved, om de resistente gener oprindeligt kommer fra de sygdomsfremkaldende bakterier, eller om de kommer fra jordbakterierne. Vi ved, at udvekslingen har fundet sted, men vi ved ikke, hvilken vej generne har flyttet sig,« siger lektor Kristian Koefod Brandt.

Professor Morten Sommer mener dog, at det er mest sandsynligt, at resistens-generne har flyttet sig fra jordbakterierne til sygdomsbakterierne.

»De resistens-gener vi har fundet, har nogle kendetegn, som gør, at de ikke kan være opstået i de sygdomsfremkaldende bakterier oprindeligt. Derfor er det mest sandsynligt, at de er blevet overført fra jordbakterierne til de sygdomsfremkaldende bakterier,« forklarer Morten Sommer.

Uanset hvor de resistente gener stammer fra, er det dog et faktum, at antibiotika-resistens er et stigende problem, som dræber massevis af mennesker verden over.

»Nu kan man i hvert fald ikke længere trække på skuldrene over for antibiotka-resistente bakterier i jorden. For nu har vi et bevis for, at de kan – og har – udvekslet resistens-gener med de bakterier, som slår folk ihjel,« slutter Morten Sommer.