Resistentie tegen antibiotica is een toenemend gezondheidsprobleem, maar nieuw onderzoek suggereert dat het niet alleen wordt veroorzaakt door overmatig gebruik van antibiotica maar dat de pollutie hierin ook een rol speelt.
Met behulp van een proces dat bekend staat als genomische analyse, vonden wetenschappers aan de Universiteit van Georgia een sterke correlatie tussen antibiotica resistentie en pollutie door zware metalen.
Jesse C. Thomas IV, een alumnus van het College of Public Health en de Savannah River Ecology Laboratory, vond overeenkomsten in bodems vervuild met zware metalen op het Amerikaanse ministerie van energie Savannah River Site nabij Aiken, South Carolina.
Volgens de studie, gepubliceerd in het juli-nummer van het tijdschrift Microbial Biotechnology, bevatten bodems met zware metalen een hoger niveau van specifieke bacteriën die te maken hebben met antibioticaresistentie.
Gastheren waren onder meer Acidobacteriaoceae, Bradyrhizobium en Streptomyces. De bacteriën hebben antibioticaresistente genen, bekend als ARG’s, voor vancomycine, bacitracine en polymyxine. Alle drie de medicijnen worden gebruikt om infecties te behandelen bij mensen.
De bacterie had ook een ARG voor resistentie tegen meerdere geneesmiddelen, een sterk gen dat zowel zware metalen als antibiotica kan weerstaan, aldus Thomas, die op dat moment zijn promotieonderzoek deed.
Wanneer deze ARG’s in de bodem aanwezig waren trof men ook metaalresistente genen, of MRG’s aan voor verschillende metalen, waaronder arseen, koper en cadmium en zink.
Thomas, bioloog bij de Centers for Disease Control en Preventie zei dat genoemde micro-organismen in de loop van de tijd nieuwe strategieën en tegenmaatregelen ontwikkelen om zichzelf te beschermen.
“Overmatig gebruik van antibiotica in de omgeving zorgt voor extra selectie druk op micro-organismen die hun weerstandsvermogen versnelt tot meerdere klassen antibiotica. Maar antibiotica zijn niet de enige bron van selectiedruk,” zei Thomas. “Veel bacteriën bezitten die genen gelijktijdig en werken aan meerdere verbindingen die giftig zouden zijn voor de
cel, en dit omvat metalen.”
Travis Glenn, professor aan het college voor volksgezondheid adviseerde Thomas tijdens de studie. Hij zei dat er meer onderzoek moet worden gedaan om te bepalen of metaalresistente genen op dezelfde manier reageren op bacteriën als antibioticaresistente genen.
In tegenstelling tot antibiotica worden zware metalen niet afgebroken in het milieu “ze kunnen langdurige druk uitoefenen”, aldus Glenn, die ook leiding geeft aan het Institute of Bioinformatics.
De studie rapporteert dat eerder onderzoek antibioticaresistentie detecteerde in met zware metalen verontreinigde stromen door watermonsters te onderzoeken in het laboratorium.
“Wanneer je het monster op een petrischaaltje of assay blootstelt aan een medicijn vertegenwoordigt dit slechts een fractie. Dit geeft je geen volledig beeld. Met genomische analyse konden we veel verder komen,” zei Thomas.
De betekenis van het onderzoek is dat men kan beginnen met het karakteriseren van bacteriële gemeenschappen en specifieke ARG- en MRG-genen in het milieu, zei Glenn.
Het is duidelijk dat verschillende menselijke ziekteverwekkers resistentie tegen antibiotica ontwikkelen – overmatig gebruik is niet de enige oorzaak, aldus Thomas. Menselijke activiteiten zoals landbouw en de verbranding van fossiele brandstoffen spelen eveneens een rol.
“We hebben een betere kennis nodig van hoe bacteriën zich in de loop van de tijd ontwikkelen”, zei hij. “Dit kan invloed hebben op ons drinkwater en ons voedsel en uiteindelijk onze gezondheid.”