Antibiotika är läkemedel som kan döda bakterier. Men många bakterier har utvecklat gener som gör dem immuna mot ett eller flera av dessa läkemedel. I vissa fall finns bara en ensam drog kvar som kan döda dem. Om bakterier hittade ett sätt att motstå – ignorera – det sista läkemedlet också, kan dessa mördarbakterier vara ostoppbara. Infektioner som en gång var lätta att behandla skulle bli obotliga. Och nya data visar att bakterier är farligt nära den skrämmande framtiden.
Forskare har just rapporterat att de hittat en bakteriegen som låter bakterier motstå läkemedel som läkare bara använder som en sista utväg.
Bakterien, upptäckt i Kina, kan motstå läkemedlet
colistin. Det är ett antibiotikum som läkare reserverar för de sjukaste patienterna, de som är sjuka från bakterier som är resistenta mot alla andra droger. Det är inte dags att få panik – än. I stället, säger forskare, är det dags att ta en ordentlig titt på hur läkare och bönder använder antibiotika dagligen. Det kommer inte att bli av med de kolistinresistenta bakterierna. Men det kan hjälpa till att förhindra att andra resistenta bakterier utvecklas.
Varför kolistinresistens är en stor sak
De flesta bakterier dör när de träffas med ett antibiotikum – ett läkemedel som läkare använder för att rikta in sig på dem. Men några bakterier kan ha tur. De kommer att ha gener – uppsättningar instruktioner inuti dem – som gör att de kan överleva antibiotikan och fortsätta att göra någon sjuk.
Även om bakterier kan vara resistenta mot det första läkemedlet en läkare provar, finns det vanligtvis andra läkemedel som kan ersättas. Men med tiden kan bakterier också utveckla en förmåga att motstå dem. Ibland är allt som finns kvar läkemedel som tillhör en grupp som kallas polymyxiner (PAH-lee-MIX-ins) . Dessa antibiotika är giftiga för människor. Det är därför läkare använder dem bara som en sista utväg. Men de kommer att döda även de hårdaste bakterierna – vilket gör att människor kan bli friska.
Colistin är ett av dessa polymyxiner. Men “det är inte något som rutinmässigt testas” för motstånd, konstaterar Yohei Doi. Han studerar infektionssjukdomar vid University of Pittsburgh i Pennsylvania. Detta läkemedel, förklarar han, “är den sista utvägen för de sjukaste människorna.”
Även om kolistin inte används ofta hos människor, ges det till djur i vissa delar av världen – och ofta. Och inte bara för att göra sjuka djur friska igen.
Det finns tre skäl att ge dessa läkemedel till boskap, som höns, grisar och kor, förklarar Tara Smith. Hon studerar antibiotikaresistens vid Kent State University i Ohio. Genom att slå ut bakterier får antibiotika djur att växa snabbare. De hindrar också djur från att fånga och sprida sjukdomar. Detta är särskilt användbart där djur föds upp i trånga förhållanden, vilket gör att bakterier lätt kan flytta från ett djur till dess granne. Slutligen ger bönder antibiotika till djur av samma anledning som läkare ger dem till människor. “Djur blir sjuka”, säger hon. “Vi vill inte att de ska lida.”
På platser som USA används inte ofta kolistin och andra polymyxiner i boskap. Drogen är för värdefulla. De flesta människor vill inte ta chansen att ge dem till djur och få deras bakterier att utveckla resistens.
Men det är en annan historia i Kina. “De använder mycket mer antibiotika,” säger Smith. “Antibiotika som vi aldrig skulle använda till djur, eftersom de är viktiga för människor, används som godis där borta.” Och colistin är bland dem.
Liten slinga av DNA — stora problem
Forskare i Kina söker rutinmässigt efter tecken på antibiotikaresistens. En grupp leds av Jian-Hua Liu vid South China Agricultural University i Guangzhou. Jianzhong Shen vid China Agricultural University i Peking leder en annan grupp. Båda undersöker inte bara djur på gårdar utan även kött i butik. Varje grupp jagar efter bakterier som kan ha blivit resistenta mot mediciner.
I en undersökning märkte båda grupperna något konstigt. Det var ett stort hopp i resistens mot kolistin.
Bakterier kan utveckla läkemedelsresistens på två sätt. För det första kan en gen på en av en bakteries kromosomer utveckla en förändring, eller mutation, som gör att dess värd kan motstå ett läkemedel. Finns i varje bakteriecell, kromosomer är trådliknande bitar av DNA – molekylen som innehåller genetiska instruktioner. Kromosomer kopieras och förs vidare till nyskapade celler när en bakterie delar sig. Så vilken som helst av dess resistensgener kommer att föras vidare till senare generationer.
Om en gen för resistens finns på en kromosom kommer genen att stanna kvar i endast en typ av bakterien, den som fortplantar sig.
Spaully/Wikimedia Commons (CC-BY-SA 2.5)
Men en genen för läkemedelsresistens kan också förekomma på en plasmid . Dessa är små öglor av DNA. Medan kromosomer innehåller många gener och är grupperade tillsammans, innehåller plasmider bara ett fåtal gener som mest. ” som en liten verktygslåda. De är väldigt rörliga”, förklarar Patrick Harris. Han arbetar vid University of Queensland i Brisbane, Australien. Som mikrobiolog studerar han små organismer som bakterier.
Plasmider kan leva i mer än en typ av bakterier. Och bakterier kan byta runt dem. “Bakterier kan gnugga sig bredvid varandra, sticka ut ett rör som kallas pilus, sticka in det i sin granne och injicera en plasmid,” förklarar Harris. Om en gen för antibiotikaresistens finns på den plasmiden kommer den mottagande bakterien också att bli resistent.
Den nyinfekterade grodden kan nu kopiera denna plasmid och skicka den vidare om igen. “Det är lite som att ha svaren på ett prov i fickan”, säger Harris. Ett prov kan vara omöjligt, men om ett barn har svaren nedskrivna behöver han bara skicka lappen till alla andra. Snart har hela klassen informationen. När det gäller bakterier kan en delad plasmid flytta en resistent gen till en mångfaldig gemenskap av olika bakterier.
Forskare har funnit kolistinresistens på kromosomer tidigare, men aldrig på en plasmid. Tills nu. Forskarna som tittade på boskap i Kina fann att de hade en plasmid med en sådan gen. De isolerade plasmiden från bakterier i en gris och kallade genen
mcr-1.
Bakterier hade redan överfört plasmiden från grodd till grodd och djur till djur. Mellan 2011 och 2014 hittade de kinesiska teamen det hos mer än vart femte djur de testade. De hittade också i nästan en av sju styckningsdelar av rått kött som de testade från stormarknader.
Men hittills har forskarna sett plasmiden i endast en procent av patienter infekterade med bakterier. Detta betyder att även om plasmiden har rest över gårdar i flera provinser i Kina, har den inte fått fäste på sjukhus, där den kan infektera människor som redan är mycket sjuka.
Doi, Liu, Shen och deras grupper publicerade sina nya rön den 18 november i den vetenskapliga tidskriften Lancet Infectious Diseases.
” Det är inte så överraskande att det här hände”, säger Smith vid Kent State University. Men även om det nya fyndet är oroande, betyder det inte att all antibiotika är värdelös. Det beror på att plasmiden ännu inte finns hos många patienter.
Dessutom har plasmidbärande bakterier ännu inte de gener som skulle tillåta dem att ignorera alla andra antibiotika . Så de kan fortfarande dödas av vissa droger. Smith säger att fyndet betyder att det inte är dags att få panik. Det är dags att vara försiktig.
“Vi måste vara mer försiktiga i vår användning av antibiotika”, säger Michael Doyle . Han studerar livsmedelssäkerhet vid universitetet i Georgia i Aten. Läkemedel som colistin, som är så viktiga för att behandla människor, måste undvikas från användning på djur – åtminstone tills det är absolut nödvändigt, säger han. Och, tillägger han, läkare måste också begränsa deras användning på människor.
Förkylningar och influensa orsakas av virus — små paket av genetiskt material i proteinhölje. Antibiotika kan inte döda virus. Så läkare bör aldrig ordinera sådana läkemedel för att behandla virussjukdomar. Och om patienter inte behöver dessa mediciner, säger Doyle, borde de inte få dem. Varje gång ett antibiotikum används ökar risken att bakterier utvecklas för att motstå det.
Det är också viktigt att vara medveten om risken för att antibiotikaresistens dyker upp någon annanstans — speciellt i köket. “Kom ihåg att det finns miljontals bakterier som lever på [meat] produkter”, säger Smith. “Hanteras varsamt. Tvätta händerna efter att du har hanterat [meat].” Om människor hanterar rått kött och tillagat kött tillsammans, förklarar hon, kan bakterierna från det råa köttet komma in på den tillagade produkten — och sedan på en tallrik.
När det är möjligt rekommenderar Smith att få kött från lokala djur, eftersom deras kött “tenderar att komma från mindre gårdar.” Små gårdar brukar använda färre antibiotika, påpekar hon. Produkter från ekologiska producenter är ett annat alternativ. “De kan inte använda antibiotika”, förklarar hon, om inte deras djur blir sjuka.
Att välja att undvika kött som har behandlats med antibiotika skickar ett meddelande till bönderna också, säger Smith. Det kan uppmuntra dem att minska sin användning av antibiotika i framtiden, vilket bromsar utvecklingen av läkemedelsresistens.
Forskare runt om i världen har redan börjat jaga mcr-1-plasmid. De letar efter den lilla DNA-slingan i gamla bakterieprover. Och några har redan dykt upp — i prover av bakterier i Danmark från 2012.
”Hur snabbt de [found the plasmid in Denmark] är intressant och imponerande, men jag Jag är inte helt förvånad, säger Doi. Nu när forskarna vet vad de ska leta efter kommer det att bli mycket lättare att ta reda på om kolistinresistens har spridit sig – och var. Doi säger att fler studier av historiska bakteriesamlingar också kan dyka upp mcr-1. Han funderar faktiskt: “Jag borde titta på min egen samling av bakterier.”
Power Words
antibiotikum Ett bakteriedödande ämne som skrivs ut som ett läkemedel (eller ibland som en fodertillsats för att främja tillväxten av boskap). Det fungerar inte mot virus.
bakteriell Har att göra med bakterier, encelliga organismer. Dessa lever nästan överallt på jorden, från havets botten till inuti djuren.
bacterium (
plural
bakterier) En encellig organism. Dessa lever nästan överallt på jorden, från havets botten till inuti djuren.
cell Den minsta strukturella och funktionella enheten i en organism. Vanligtvis för liten för att se med blotta ögat, den består av vattnig vätska omgiven av ett membran eller vägg. Djur består av allt från tusentals till biljoner celler, beroende på deras storlek.
kromosom En enda trådliknande bit av lindat DNA som finns i en cells kärna. En kromosom är vanligtvis X-formad hos djur och växter. Vissa segment av DNA i en kromosom är gener. Andra DNA-segment i en kromosom är landningsplattor för proteiner. Funktionen hos andra DNA-segment i kromosomerna är fortfarande kvar inte helt förstått av forskare.
colistin Ett antibiotikum som används på människor när alla andra läkemedel har misslyckats. Det är en typ av drog som kallas polymyxin.
DNA(förkortning för deoxiribonukleinsyra) En lång, dubbelsträngad och spiralformad molekyl inuti de flesta levande celler som bär genetiska instruktioner. I alla levande varelser, från växter och djur till mikrober, talar dessa instruktioner om för cellerna vilka molekyler de ska göra.
evolve (adj. evolving) Att förändras gradvis över generationer, eller en lång tidsperiod. I levande organismer innebär evolutionen vanligtvis slumpmässiga förändringar av gener som sedan förs vidare till en individs avkomma. Dessa kan leda till nya egenskaper, såsom förändrad färg, ny mottaglighet för sjukdomar eller skydd mot det, eller olika formade egenskaper (som ben, antenner, tår eller inre organ). Icke-levande saker kan också beskrivas som att de utvecklas om de förändras över tiden. Till exempel beskrivs miniatyriseringen av datorer ibland som att dessa enheter utvecklas till mindre, mer komplexa enheter.
gen (adj. genetisk) Ett DNA-segment som kodar, eller innehåller instruktioner, för att producera ett protein. Avkommor ärver gener från sina föräldrar. Gener påverkar hur en organism ser ut och beter sig.
genetisk Har att göra med kromosomer, DNA och generna i DNA. Det vetenskapsområde som behandlar dessa biologiska instruktioner är känt som genetik. Människor som arbetar inom detta område är genetiker.
genome Den kompletta uppsättningen av gener eller genetiskt material i en cell eller en organism. Studiet av detta genetiska arv inrymt i celler kallas genomik.tillväxtfrämjare
boskap Djur som föds upp för kött eller mejeriprodukter, inklusive nötkreatur, får, getter, grisar, höns och gäss.
mikrobiologi Studiet av mikroorganismer, främst bakterier , svampar och virus. Forskare som studerar mikrober och de infektioner de kan orsaka eller hur de kan interagera med sin omgivning kallas mikrobiologer.
molekyl En elektriskt neutral grupp av atomer som representerar minsta möjliga mängd av en kemisk förening. Molekyler kan vara gjorda av enstaka typer av atomer eller av olika typer. Till exempel består syret i luften av två syreatomer (O2
), men vatten består av två väteatomer och en syreatom (H2O).organisk (i kemi) Ett adjektiv som anger att något är kolinnehållande; en term som relaterar till de kemikalier som utgör levande organismer. (inom jordbruket) Lantbruksprodukter odlade utan användning av icke-naturliga och potentiellt giftiga kemikalier, såsom bekämpningsmedel.
plasmid En liten cirkulär DNA-ögla som är skild från bakteriers huvudsakliga kromosomala DNA.
pilus (plural pili) Ett litet hår -liknande struktur som finns på en bakterie.
polymyxiner En grupp antibiotika som endast används på människor när alla andra grupper misslyckas. De inkluderar läkemedlet colistin. Polymyxiner angriper specifikt gramnegativa bakterier, inklusive E. coli.
motstånd
(v. motstå) Inom medicin, den minskade effektiviteten av ett läkemedel för att bota en sjukdom, vanligtvis en mikrobiell infektion. (som i sjukdomsresistens) En organisms förmåga att bekämpa sjukdom.
virus Små smittsamma partiklar som består av RNA eller DNA omgiven av protein. Virus kan föröka sig endast genom att injicera sitt genetiska material i cellerna hos levande varelser. Även om forskare ofta hänvisar till virus som levande eller döda, är faktiskt inget virus verkligen levande. Den äter inte som djur gör, eller gör sin egen mat som växter gör. Den måste kapa en levande cells cellulära maskineri för att överleva.
Leave a Reply