Wetenschap
Onderzoekers identificeren nieuwe oorzaken van antibioticaresistentie bij bacteriën
Er zijn twee nieuw ontdekte mechanismen in bacteriën geïdentificeerd die kunnen bijdragen aan de ontwikkeling van antibioticaresistentie. Het veranderen van het aantal kopieën van resistentiegenen in bacteriën verhoogt de antibioticaresistentie, en kan dit zeer snel doen.
Dat blijkt uit een nieuwe studie van de Universiteit van Uppsala, gepubliceerd in Nature Communications kunnen deze twee mechanismen, samen met een derde bekend mechanisme, onafhankelijk van elkaar optreden, zelfs binnen dezelfde bacteriecel.
De onderzoekers bestudeerden heteroresistentie, een fenomeen waarbij de meerderheid van de bacteriën in een populatie gevoelig is voor antibiotica, maar een zeer kleine subpopulatie van bacteriën een verhoogde antibioticaresistentie vertoont. Meestal gaat het om zeer kleine aantallen resistente bacteriën (ongeveer 1 op de 100.000) die ondanks behandeling met antibiotica kunnen blijven groeien.
Heteroresistentie is een veel voorkomend en zorgwekkend fenomeen, omdat het moeilijk te behandelen is en het risico bestaat dat de ontwikkeling van antibioticaresistente bacteriën wordt versneld, waardoor de behandeling met antibiotica voor patiënten wordt bemoeilijkt.
“Tot nu toe was het volkomen onbekend dat deze mechanismen heteroresistentie konden bevorderen. Ons onderzoek laat zien dat ze de selectie en groei van resistente bacteriën tijdens behandeling met antibiotica kunnen versnellen. Dit onderzoek, waarbij deels dieren betrokken waren, maakt het relevanter voor het begrijpen van deze processen bij mensen. ”, zegt Helen Wang, de laatste auteur van het onderzoek.
Bacteriën kunnen via plasmiden resistentiegenen naar elkaar verspreiden. Plasmiden zijn kleine vrijstaande DNA-ringen waarin bacteriën vaak enkele van hun genen buiten het chromosoom opslaan. In deze studie onthulden onderzoekers twee nieuwe mechanismen waarbij plasmiden betrokken zijn, waarbij het aantal kopieën van plasmiden die resistentiegenen dragen tot 90 keer kan toenemen.
De studie toont aan dat deze twee mechanismen en een derde bekend mechanisme, waarbij genamplificatie betrokken is, parallel kunnen werken in dezelfde bacteriële cel.
“Heteroresistentie waarbij een groter aantal kopieën van resistentiegenen betrokken is, is veel complexer dan eerder werd gedacht. Bacteriën kunnen feitelijk drie verschillende mechanismen gebruiken, die allemaal parallel in dezelfde bacterie kunnen voorkomen, om het aantal kopieën van resistentiegenen tijdelijk te vergroten en waardoor antibioticaresistentie ontstaat”, zegt Hervé Nicoloff, de eerste auteur van het onderzoek.
“Alle drie de mechanismen zijn onstabiel en kunnen bij afwezigheid van antibiotica snel overgaan in gevoeligheid. Dit maakt het moeilijker om de resistente bacteriën tijdens een klinisch onderzoek op te sporen, omdat ze zo snel verdwijnen. Gegeven wat we nu weten, is het belangrijk om in staat betere diagnostische methoden te ontwikkelen die een verhoogde antibioticaresistentie kunnen detecteren”, voegt Wang toe.