A világ legeldugottabb helyén is megjelent a legyőzhetetlenség génje

2019.01.31. 18:45

India után váratlanul a Föld távoli, északi régióiban is felbukkantak a baktériumokat az antibiotikumoktól védelmező, legyőzhetetlenséget biztosító gének.

A jeges Spitzbergák térségéből nyert talajminták ijesztő képet adnak a számos gyógyszerrel szemben rezisztenciát biztosító gének gyors „térfoglalásáról”.

Az egyik legveszedelmesebb az NDM-1 fehérjét előállító blaNDM-1 gén, mely eredetileg India egészségügyi intézményeiből indult hódító útjára még 2008-ban. Két évvel később Delhi felszíni vizeiben is kimutatták, az azóta eltelt 9 év során pedig több mint 100 országba eljutott. További rossz hír, hogy a gén ez idő alatt több változáson is átesett, megnehezítve ezzel az ellene folytatott küzdelmet.

Így juthattak a világ végére

A sarki régiók kutatásának fontossága abban rejlik, hogy az utolsó, talán „legtisztább” ökoszisztémáknak számítanak a Földön. E régiókban a szakemberek képet kaphatnak az antibiotikumok megjelenése előtti állapotokról, illetve a baktériumokban fennálló természetes rezisztenciáról a hatóanyagokkal szemben. A változásokat folyamatosan követve a tudósok átfogó képet kaphatnak arról, hogy az ellenállást biztosító gének milyen mértékben terjednek a környezetben.

A mostani eredmények különösen drámainak érződnek. Mindössze néhány évvel az után, hogy az indiai felszíni vizekben megjelent, több ezer kilométerrel arrébb is kimutatták a blaNDM-1 gén jelenlétét; egy olyan régióban, ahol ráadásul minimális az ember környezetalakító tevékenysége.

Sajnos elenyésző azon antibiotikumok száma, amik képesek felvenni a harcot a carbapenem-rezisztens kórokozókkal szemben (a Carbapenem egy olyan gyógyszer, amit sokszor egyfajta „végső megoldásként” használnak a terápiák során). Mivel a blaNDM-1 és a vele rokon gének ilyenfajta ellenálló törzseket teremtenek, finoman szólva is aggasztó, hogy már a legeldugottabb helyeken is megtalálhatóak.

A kutatók összesen nyolc helyen vettek talajmintát a Spitzbergákon, majd a kinyert negyven jégmagban DNS-analízissel 131 féle rezisztens gént azonosítottak.

SpitzbergákForrás: Picture-Alliance/AFP/Jens Buttner

A kimutatott gének kilenc nagy antibiotikum-fajtához köthetők, köztük az aminoglikozidokhoz, a makrolidekhez, amelyeket sok fertőzés kezelésére használnak. Például minden talajmintában megtalálták azt a gént, amely a tuberkulózis multidrog-rezisztens kórokozójában van, míg a blaNDM-1 géneket a talajminták több mint 60 százalékában mutatták ki.

Kérdés, miként kerülhetett a blaNDM-1 a felfedezés helyétől ilyen messze. A válasz az élőlények bélrendszerében keresendő.

Úgy hisszük, a vándorló életmódot folytató állatok, vagy emberek fertőzött vízzel vagy élelemmel vitték szervezetükbe a multidrog-rezisztens géneket, de az is elképzelhető, hogy túlzott antibiotikum-használat miatt jelentek meg az emésztőszervrendszerben. Innen ürülékkel már játszi könnyedséggel kijuthattak a környezetbe – nyilatkozta az Origónak David Graham, a Newcastle-i Egyetem egyik kutatója, aki részt vett az Environment International című folyóiratban megjelent tanulmány elkészítésében.

Egy klinikailag fontos rezisztens gén, amely Dél-Ázsiából származik, nyilvánvalóan nem honos az Északi-sarkvidéken– hangsúlyozta a szakember.

Az antibiotikumok ész nélküli szedése és a környezetszennyezés eredményei a szuperbaktériumok

A baktériumok a természetes szelekció kiemelt haszonélvezői, hiszen könnyen és számos módon képesek alkalmazkodni a különböző hatóanyagokhoz. Néhány baktériumtörzs természettől fogva ellenálló egy-egy antibiotikummal szemben, mások mutációk vagy egy másik mikroorganizmus révén szerzik be ezt a képességet.

A mutációk spontán események, amelyek legtöbbször hátrányosan, vagy éppen sehogy sem érintik az adott organizmust. Kis részük azonban hasznos az élőlény számára, és különbözőféleképpen teheti ellenállóvá az érintett kórokozót. Például olyan enzimek termelődhetnek, amelyek hatástalanítják a gyógyszer hatóanyagát, vagy éppen az a gyenge pont iktatódik ki a baktériumban, amelyet az antibiotikum megcéloz.

A rezisztens génekhez aztán könnyen hozzá lehet férni. A kórokozók egymás között kicserélhetik az ellenállóságot biztosító géneket (ezt hívjuk konjugációnak), vagy akár vírusokkal is átjuttathatják egymásba a szükséges genetikai információkat. Egyes baktériumok a környezetükből, szabadon is felvehetik a kívánt DNS-t.

Szuperbaktériumok (illusztráció)Forrás: Science Photo Library/KATERYNA KON/SCIENCE PHOTO LIBRARY/Kateryna Kon/Science Photo Libra

Mivel a kórokozók több rezisztenciagénhez hozzájuthatnak, több antibiotikummal szemben is ellenállóvá válhatnak. Ezeket hívjuk multirezisztens baktériumoknak. Az antibiotikumok helytelen szedése, valamint egyes szennyezőanyagok terjedése elősegíti a mutációk megjelenését és a szuperbaktériumok kiválasztódását.

„Tipikusan az antibiotikumoknak vagy egyéb antimikrobiális szereknek való túlzott vagy túl hosszan tartó kitettség esetén történik ilyen, ugyanakkor nem elhanyagolhatók a környezetben széles körben elterjedt szennyezőanyagok hatásai sem” – mondta Graham. A kutató szerint két lehetőség áll fenn: a szennyezőanyagokkal való találkozás és a szelekció a gazdaként funkcionáló élőlény belében zajlik le, majd onnan a rezisztens gének ürülék révén kikerülnek a környezetbe. A másik, hogy a mutáns gén létrejötte és kiválasztódása teljesen random módon történik meg.

Jelenleg szélmalomharcot vívunk a szuperbaktériumokkal

Graham szerint a szuperbaktériumok kialakulása olyan mértékben felgyorsult, hogy egy új antibiotikum kifejlesztése után szinte rögtön felbukkannak az annak ellenálló törzsek. Többek között ezért is jelenik meg manapság annyira kevés antimikrobiális készítmény a piacon – egyszerűen nem éri meg hatalmas pénzeket ölni a kutatás-fejlesztésbe.

„Nem sokat tehetünk. A legörvendetesebb az antibiotikumok használatának visszafogása és a higiéniás körülmények javítása lenne. Némileg bizakodásra ad okot, hogy ha ez megvalósul, az antibiotikum-rezisztencia visszafordítható. Ha ezt nem tudjuk megvalósítani globálisan, a probléma is megoldatlan marad” – nyilatkozta Graham. A kutató hozzátette: a negatív trend megfordításával az antibiotikum-fejlesztés is nagyobb lendületet fog kapni.

Forrás: Newcastle University

„Eredményeink egyértelműen azt mutatják, hogy az antibiotikum-rezisztencia villámgyorsan globalizálódhat, és ez a jelenség nem feltétlenül áll közvetlen összefüggésben a klinikai és állatorvosi tevékenységgel. Ha továbbra is rezisztens génekkel teli ürülékkel szennyezzük a környezetet, a folyamat csak fokozódni fog. A megállapítások ellenére viszont egyelőre még nem tudjuk, milyen mértékben kell csökkenteni az antibiotikum-használatot, és mennyire kell javítani a higiéniás viszonyokat ahhoz, hogy fordítsunk a helyzeten. Sőt, igazán még azt sem értjük, a környezeti kitettség mekkora rizikót hordoz magában. Ennek megfejtése lesz kutatásunk következő nagy célkitűzése, amely újabb térségek vizsgálatát is magába foglalja majd” – ismertette a kutatómunka következő lépéseit Graham.

Az antibiotikum-rezisztencia globális egészségügyi válságot okoz. Egy ősszel közzétett tanulmány szerint mintegy 2,4 millióan halhatnak meg a szuperbaktériumok okozta megbetegedésekben Európában, Észak-Amerikában és Ausztráliában 2050-ig.