Antibiotika­resistenzen: Ausbreitungsmodelle sollten überprüft werden

Die Produktion von Süßwasser- und Meerwasserfischen sowie diadromen Fischen stieg im Jahr 2000 von 20,8 Millionen Tonnen auf 51,9 Millionen Tonnen im Jahr 2015. (Fischaufzuchtstation im Mittelmeer nahe Galaxidi Griechenland.) /dpa

München/Kopenhagen/Campinas – Übertragungsmechanismen von Antibiotika­resistenzen zwischen Bakterien könnten vielfältiger sein, als bisher angenommen. Das zeigen Forscher des Helmholtz-Zentrums München, der Universität Kopenhagen und der Universität im brasilianischen Campinas am Beispiel von Fischen aus Aquakulturen. Ihre Ergebnisse publizierten sie in Microbiome (2019; doi: 10.1186/s40168-019-0632-7).

Aufgrund des weit verbreiteten Ein­satzes von Antibiotika in Aqua­kulturen stellen diese ein potenzielles Risiko für die Verbreitung von Antibiotika­resistenz­genen (ARGs) und mobilen genetischen Elementen (MGEs) dar. In der Studie untersuchten die Forscher Piaractus mesopotamicus, eine als Pacu bekannte Fischart aus Südamerika. Die Tiere bekamen über 34 Tage das Antibiotikum Florfenicol mit der Nahrung, währenddessen und danach nahmen die Wissenschaftler Proben aus dem Verdauungstrakt und suchten nach genetischen Veränderungen bei den dort ansässigen Bakterien.

Mehr mobile genetische Elemente durch Antibiotika

„Wie erwartet führte die Gabe des Antibiotikums zu einer Zunahme der Gene, die für entsprechende Resistenzen verantwortlich sind“, erklärt Erstautor Johan Sebastian Sáenz Medina, Doktorand in der Abteilung Vergleichende Mikrobiomanalysen (COMI) am Helmholtz-Zentrum München. „Ein Beispiel sind etwa Gene für Pumpenproteine, die den Wirkstoff einfach wieder aus den Bakterien heraus transportieren.“ Besonders interessant wäre aber die zunehmende Zahl mobiler genetischer Elemente in der Nähe dieser Resistenzgene, ergänzt Sáenz Medina. „Das ließ vermuten, dass die Bakterien Resistenzen auch durch Phagen und Transposons untereinander austauschen.“

Die Erkenntnis, dass die Resistenzen auch abseits von Plasmiden im großen Umfang zwischen Bakterien übertragen werden, ist durchaus überraschend. Michael Schloter, Helmholtz Zentrum München

Weitere metagenomische Untersuchungen bestätigten, dass diese mobilen genetischen Elemente durch das Genom springen, dabei Teile des Erbguts mitreißen – darunter auch die Resistenzgene – und andernorts wieder einfügen. Bisher war man davon ausgegangen, dass vor allem Plasmide für den Austausch von Resistenzgenen verantwortlich sind.

„Die Erkenntnis, dass die Resistenzen auch abseits von Plasmiden im großen Umfang zwischen Bakterien übertragen werden, ist durchaus überraschend“, sagt Michael Schloter, Leiter der COMI-Abteilung. „Darauf aufbauend sollten Ausbreitungsmodelle überprüft und angepasst werden. Zudem regen unsere Daten zum Nachdenken an, ob und in welchem Umfang man die weltweit zunehmende Anzahl von Aquakulturen mit Antibiotika betreiben sollte.“ © idw/gie/aerzteblatt.de