Närmar vi oss en era där inga antibiotika fungerar?
Forskare är oroliga över den snabba utvecklingen och spridningen av ”superbugs”, som är bakterier som inte svarar på antibiotika. För första gången har forskare hittat potenta superbuggar i fjärran norra norra Arktis, som de fruktar inte lovar bra för framtiden för antibiotikabehandlingar.
Dels på grund av naturliga processer och dels på grund av överanvändning eller missbruk av antibiotika har många farliga bakteriestammar blivit ännu mer hotande genom att utveckla resistens mot vissa antibiotika, de läkemedel som läkare ordinerar vanligtvis för att behandla bakterieinfektioner.
Sådana potenta bakterier, även kallade "superbugs", är enligt uppgift ansvariga för tusentals dödsfall varje år, både i Europa och i USA.
Prof. Jennifer Roberts från University of Kansas i Lawrence ledde nyligen ett team som genomför en studie av upptining av permafrost i det avlägsna norra Arktis.
Teamets ursprungliga syfte var att förstå hur metangasen som denna smältande is släpper ut kan relatera till klimatförändringar på global nivå.
Men när forskarna analyserade markprover från Kongsfjorden-regionen på Svalbard i Norge, där de var baserade, fann de något som förvånade och skrämde dem: en mängd superbuggar som av alla konton inte borde ha bott där.
"Studien erbjöd ett bra tillfälle att testa jordprover för antibiotikagener med hypotesen att Svalbard var en så avlägsen och isolerad plats, vi skulle inte hitta några bevis för sådana gener", säger professor Roberts.
"Däremot", konstaterar hon, "hittade vi en hel del, inklusive superbug antibiotikaresistenta gener som New Delhi-genen, som först uppstod i Indien för inte så länge sedan. Det här var en överraskning - generna vi hittade hade tydligt en kort överföringstid mellan att upptäckas i Indien och vår grupp upptäcka dem i Arktis bara några år senare. ”
Forskarna berättar om sina resultat och konsekvenserna av denna upptäckt i ett nytt studiepapper som visas i tidskriften Miljö International.
”Det var möjligt att mänskligt avfall var involverat”
Forskarna analyserade 40 jordprover från åtta olika platser på Svalbard. DNA-sekvensen som de genomförde avslöjade närvaron av 131 antibiotikaresistenta gener.
En av dessa gener, vars närvaro i den arktiska jorden överraskade forskarna, är blaNDM-1, som forskare först upptäckte i New Delhi, Indien 2007.
I bakterier, blaNDM-1 ger motstånd mot karbapenemantibiotika, en potent uppsättning läkemedel som läkare bara använder för att behandla infektionssjukdomar som inte svarar på andra antibiotika.
Frågan som uppstod från denna upptäckt var: hur kom dessa superbugs till denna avlägsna arktiska region? Prof. Roberts och kollegor antar att det finns några olika sätt på vilka antibiotikaresistenta stammar kunde ha spridit sig så långt.
"De härstammar sannolikt från patogener som exponerades flera gånger för olika typer av antibiotika - det är så vi får dessa akut antibiotikaresistenta stammar, där de kvarstår trots användning av" sista utväg "-behandlingar", förklarar prof. Roberts.
"Några av de platser där vi hittade New Delhi-stammen av gen är inte väldigt långt från den huvudsakliga forskningsbasen, så det finns en möjlighet att mänskligt avfall var inblandat", konstaterar hon.
Forskaren nämner också två andra vägar genom vilka de resistenta stammarna kan ha rest. Den första är genom "kolonier av häckande fåglar" som var närvarande i områden där forskarna observerade "de högsta koncentrationerna av dessa gener." Den andra är genom rörelser från små djur, som rävar, som kan plocka upp buggarna från vattenhål som de delar med fåglar.
Superbugs är "både infödda och utvecklade"
Sedan stod forskarna inför ett annat problem. De ville ta reda på vilka av de antibiotikaresistenta generna som var infödda, dvs. förekommer naturligt i regionen, och vilka som kan ha "rest" till Arktis från andra delar av världen.
"Eftersom migrationen av dessa gener är så stor oro, blir nästa fråga:" Är dessa antibiotikaresistenta gener infödda - eller överfördes de? ", Säger prof. Roberts.
Forskarna identifierade ett riktmärke för nativa antibiotikaresistenta gener så att de kunde separera dem från de som kom till denna region från andra håll.
”Vi gjorde det genom att titta på näringstillförseln i jorden, som är mycket, mycket låg i dessa arktiska jordar.Vi kunde sedan länka de antibiotikaresistenta generna till vad som verkar vara en ny fosfatkälla som förs in från utsidan - och den mest troliga källan till fosfat är avföring, antingen i humant avlopp eller, mer än troligt, fågelguano, ”Förklarar forskaren.
Forskarna tror att några av de antibiotikaresistenta generna överfördes från en bakterie till en annan via en process som kallas "lateral genöverföring", där de skadliga bakterierna som fåglar och andra vektorer bär överförs från avföring i vattnet.
När de väl dör släpper bakterierna ut sitt genetiska material i miljön, vilket innebär att andra bakterier sedan kan plocka upp de antibiotikaresistenta generna.
Forskargruppen varnar för att upptäckten av multiresistent antibiotikaresistens i den avlägsna arktiken innebär att fenomenet superbug verkligen har blivit globalt och kan utgöra ett mycket allvarligt och omedelbart hot.
”Vi hittade både nativa och utvecklade antibiotikaresistenta gener i Arktis. Oron är att med resistens som sprider sig i denna skala kan vi närma oss en tid efter antibiotika där ingen av våra antibiotika fungerar eftersom patogenerna vi försöker bekämpa har plockat upp resistenta gener via evolution eller lateral överföring. ”
Prof. Jennifer Roberts
"Det är väldigt viktigt för oss att börja tänka på vattensystemhantering och antibiotikaanvändning på globala sätt - och att börja minska och kontrollera en del av spridningen som tydligt inte styrs just nu", uppmanar professor Roberts.
