Bacteriën ontwikkelen niet alleen resistentie tegen antibiotica, ze kunnen het ook van hun rivalen oppikken. In een recente publicatie in Mobiele rapporten , onderzoekers van het Biozentrum van de Universiteit van Basel hebben aangetoond dat sommige bacteriën een giftige cocktail injecteren bij hun concurrenten, wat cellysis en dood veroorzaakt. Vervolgens, door het vrijgekomen genetisch materiaal te integreren, die ook resistentiegenen voor geneesmiddelen kunnen dragen, de predatorcel kan antibioticaresistentie krijgen.

Het veelvuldig en soms onzorgvuldig gebruik van antibiotica leidt tot een steeds snellere verspreiding van resistentie. Ziekenhuizen zijn hiervoor een bijzondere hotspot. Patiënten introduceren niet alleen een grote verscheidenheid aan pathogenen, die misschien al resistent zijn, maar ook, door het gebruik van antibiotica om infecties te bestrijden, ziekenhuizen kunnen een plaats zijn waar antimicrobiële resistentie kan ontstaan ​​en van ziekteverwekker op ziekteverwekker kan worden overgedragen. Een van deze typische ziekenhuisbacteriën is de bacterie Acinetobacter baumannii. Het is ook bekend als de "Irak-bug" omdat multiresistente bacteriën van deze soort tijdens de oorlog in Irak ernstige wondinfecties veroorzaakten bij Amerikaanse soldaten.

Multiresistente bacteriën door genuitwisseling

Het ontstaan ​​en de verspreiding van multidrugresistentie kan worden toegeschreven, onder andere, aan de speciale vaardigheden van bepaalde bacteriën:ten eerste, ze bestrijden hun concurrenten door ze te injecteren met een cocktail van giftige eiwitten, zogenaamde effectoren, met behulp van het type VI secretiesysteem (T6SS), een gifspuit. En ten tweede, ze kunnen het vrijgekomen genetisch materiaal opnemen en hergebruiken. In het modelorganisme Acinetobacter baylyi, een naaste verwant van de Irak-bug, Het team van prof. Marek Basler aan het Biozentrum van de Universiteit van Basel, heeft nu vijf verschillend werkende effectoren geïdentificeerd. "Sommige van deze giftige eiwitten doden de bacteriële concurrentie zeer effectief, maar vernietig de cellen niet, " legt Basler uit. "Anderen beschadigen de celomhulling ernstig, wat leidt tot lysis van de aangevallen bacterie en dus het vrijkomen van zijn genetisch materiaal."

De predatorbacteriën nemen de vrijgekomen DNA-fragmenten op. Als deze fragmenten bepaalde resistentiegenen voor geneesmiddelen dragen, de specifieke weerstand kan worden verleend aan de nieuwe eigenaar. Als resultaat, het antibioticum werkt niet meer en de bacterie kan zich grotendeels ongestoord voortplanten.

Ziekteverwekkers met dergelijke vermogens vormen een groot probleem in ziekenhuizen, omdat ze door contact met andere resistente bacteriën resistentie kunnen opbouwen tegen veel antibiotica - de bacteriën worden multiresistent. In het slechtste geval, antibioticabehandelingen zijn niet langer effectief, nosocomiale infecties met multiresistente pathogenen worden dus een dodelijke bedreiging voor patiënten.

Giftige eiwitten en antitoxines

"De T6SS, evenals een reeks verschillende effectoren, kan ook worden gevonden in andere pathogenen zoals die welke longontsteking of cholera veroorzaken, " zegt Basler. Interessant is dat niet alle effectoren zijn voldoende om de doelcel te doden, omdat veel bacteriën antitoxines hebben ontwikkeld of verworven - zogenaamde immuniteitseiwitten. "We hebben ook de overeenkomstige immuniteitseiwitten van de vijf toxische effectoren in de predatorcellen kunnen identificeren. Voor de bacteriën is het absoluut logisch om niet alleen een enkel toxine te produceren, maar maar een cocktail van verschillende gifstoffen met verschillende effecten, ", zegt Basler. "Dit vergroot de kans dat de rivalen met succes kunnen worden geëlimineerd en in sommige gevallen ook kunnen worden gelyseerd om hun DNA vrij te geven."

Verovering van nieuwe milieuniches

Antibiotica en antimicrobiële resistentie bestaan ​​al heel lang. Ze ontwikkelden zich door het naast elkaar bestaan ​​van micro-organismen en stelden bacteriën in staat zichzelf te verdedigen tegen vijanden of concurrenten uit te schakelen. Dit is een van de manieren waarop bacteriën nieuwe milieuniches kunnen veroveren en koloniseren. Met het gebruik van antibiotica in de geneeskunde, echter, het natuurlijke vermogen om resistentie te ontwikkelen is een probleem geworden. Dit stelt onderzoekers voor de uitdaging om voortdurend nieuwe antibiotica te ontwikkelen en de verspreiding van resistentie tegen geneesmiddelen te vertragen.