Antibiotikaresistens sprer seg gjennom luften Vi puste, advare forskere

Den tykke tåken som ruller over San Franciscos Golden Gate-bro er synonymt med Bay Area. Men mer enn et emblem for kystbyen, kan tåken også representere en massiv motorvei for gener som lager farlige antibiotikaresistente "superbugs", advare forskere i en studie publisert i Miljøvitenskap og teknologi. Stigningen av superbakterier gjennom overprescription og misbruk av antibiotika er vanskelig nok til å kontrollere som det er, men nå ser det ut til at de kan komme ut av luften.

Den alarmerende spredningen av infeksjoner fra super gonoré og Staphylococcus aureus viser hvor dårlig det antibiotikaresistente bakterieproblemet har blitt. I januar fant Verdens helseorganisasjon at 500.000 mennesker over 22 land hadde antibiotikaresistente infeksjoner som var nesten ubehandlede. Grunnen til at disse superbugs er så farlige er at de bærer visse antibiotika resistensgener (ARG) som beskytter dem mot de fleste medisiner.

Vanligvis sprer ARGs når en heldig superbug overlever etter at en dose av antibiotika dræper de fleste av kameratene, slik at den superbug å multiplisere, skape sin egen koloni av minions som deler sitt overlegne genetiske materiale. Men laget bak den nye studien viste at i disse ARGene kan spre seg på en annen måte: De kan bli luftbårne, reiser fra bakterier til bakterier rundt om i verden - skaper nye former for superbugs.

"ARGs kan reise gjennom luft til fjerntliggende regioner eller andre steder der antibiotika derimot er mindre brukt," studerer forfatteren Maosheng Yao Ph.D. av Peking Universitys College of Environmental Sciences og Engineering forteller Omvendt. "Vanlige bakterier kan bli resistente mot antibiotika når de opptar disse ARGene."

Luftbårne ARG gjør Yao og hans team nervøs, fordi de representerer bakteriens andre, vanskeligere å administrere metode for å samle gener. I motsetning til dyr som må vente å føde, sendes deres genetiske materiale videre til neste generasjon, kan bakterier injisere hverandre med genetisk materiale, inkludert ARGs. Effektene er permanente fordi generene blir kodet i DNA fra mottakerbakteriene.

Denne prosessen, kalt horisontal overføring, er det som gjør luftbåren motstand en slik trussel. Luftstrømmer som sirkulerer i bymiljøer virker rundt millioner av mennesker hver dag, og øker i stor grad muligheten for at en typisk resistent bakterie kan møte en antibiotikaresistent.

Globetrotting ARGs

Den grusomme observasjonen reiste to spørsmål for Yao. Hvilke byer over hele verden er ARG turisme hotspots, og hvordan kommer de inn i luften i utgangspunktet?

For å undersøke dette, prøvde laget nivået av bakterier i luften fra 19 byer, inkludert San Francisco, Beijing og Paris, ved hjelp av en spesielt genial metode. De valgte tilfeldig utvalgte biler fra hver by og tok prøver av partikler som hadde akkumulert på innsiden av AC-filtre, som har vist seg å representere partikler i utendørs forurensende stoffer. Ved å skrape filtene selv hadde laget mange eksemplarer for å skjerme for ARGene sine.

Deres screening avslørte 30 forskjellige typer ARG som gjør bakterier resistente mot syv typer antibiotika.

Beijing, Kina og Brisbane, Australia toppet listen som byene med mest mangfold av ARG i luften, men ARG-typen i luften varierte sterkt fra by til by. For eksempel inneholdt Melbournes luft høye nivåer av luftbårne gener som ga motstand mot narkotika som penicillin og lave nivåer av gener som ga resistens mot ciproflaxin, et antibiotika som ble brukt til å behandle tyfus.

Denne analysen til side, toppet en by på listen med de høyeste konsentrasjonene av ARG i luften: San Francisco. Selv om byen hadde mindre total forurensning i luften enn partikkel-tette byer som Beijing, var Yao overrasket over å oppdage at Bay Area hadde flere luftbårne ARGer enn Paris, Beijing og Singapore og mer enn 100 ganger mer ARG enn den relativt små byen Bandung, Indonesia.

"For noen byer med god luftkvalitet har vi oppdaget høyere overflod av ARG, også ARG som er skreddersydd for å motstå de mest effektive antibiotika," forklarer Yao.

Hvor kom de fra?

Yao antyder at disse genene stammer fra steder som renseanlegg, sykehus eller dyrefoderoperasjoner. Spesielt avløpsvann behandles ofte med antibiotika som, hvis det ikke lykkes med å drepe alle bakterier, kan føre de overlevende til å utvikle en rekke motstandsgener. Tidligere forskning har også vist at avløpsvann sannsynligvis vil bli aerosolisert - noe som betyr at partiklene tilstede i vannet kan bli luftbårne.

Uansett hva som kjører spredningen av antibiotikaresistens, er det på tide å doble ned på å inneholde det, skrev forskere fra University of Exeter Medical School i en industrifinansiert mBio studere på tirsdag. "Så langt har mange forsøk på å takle dette problemet vært rundt sykehus og redusert klinisk forskrift, men nå vet vi at miljøet sannsynligvis vil være med på hvordan resistens mot antibiotika kan utvikle seg og spre seg," sa forfatter forfatter William Gaze, Ph.D. "Vi trenger alle å tenke mer holistisk om miljøforvaltning av avfall, blant annet hvordan vi behandler vårt avløpsvann."

Selv om genene til de bakteriene som lever i avløpsvann, ikke til slutt blir luftbårne globetrottere som flyter i byer rundt om i verden, er det bedre å holde renseanlegget vårt under kontroll, kan Yao være et godt sted å starte. I mellomtiden gjør borgere i San Francisco en tjeneste og slutte å spyle antibiotika ned på toalettet.