-
Naukowcy z California Institute of Technology odkryli, że wysychanie gleby prowadzi do koncentracji naturalnych antybiotyków, co sprzyja selekcji szczepów bakterii odpornych na leki.
-
Analiza danych z 116 krajów wykazała silną korelację między lokalnym wskaźnikiem suchości gleby a występowaniem antybiotykooporności w placówkach medycznych.
-
Zjawisko poziomego transferu genów sprawia, że środowiskowy rezerwuar genów oporności może realnie wpływać na rozwój groźnych infekcji u ludzi.
-
Więcej podobnych informacji znajdziesz na stronie głównej serwisu, otwiera się w nowym oknie
Antybiotykooporność od lat rośnie do rangi jednego z najpoważniejszych problemów zdrowia publicznego. Kiedy standardowe leki przestają działać, leczenie zakażeń staje się trudniejsze, dłuższe i droższe. Dotąd rozmowa o źródłach tego zjawiska skupiała się głównie na medycynie i rolnictwie. Nowa praca sugeruje, że to za mało.
Badanie opublikowane w Nature Microbiology wskazuje, że ważną rolę może odgrywać również susza. Zespół naukowców pod kierunkiem Xiaoyu Shan z California Institute of Technology ustalił, że wysychanie gleby sprzyja procesom zwiększającym skalę antybiotykooporności. Autorzy piszą wprost, że susza jest „siłą napędową antybiotykooporności w glebie” i może mieć „dalekosiężne konsekwencje dla zdrowia publicznego”. Nie chodzi o prosty mechanizm, w którym susza sama tworzy superbakterie. Chodzi o to, że warunki środowiskowe mogą zwiększać presję selekcyjną i ułatwiać utrwalanie cech, które później okazują się groźne także dla ludzi.
Jak susza w glebie sprzyja antybiotykooporności
Gleba nie jest martwą mieszaniną minerałów. To gęsty świat mikroorganizmów, które stale konkurują o przestrzeń i pożywienie. Wiele bakterii naturalnie produkuje substancje o działaniu antybiotycznym, by ograniczać wzrost rywali. Inne z kolei mają geny pozwalające im się przed tym bronić. W normalnych, wilgotniejszych warunkach ten układ pozostaje względnie stabilny.
Kiedy jednak gleba wysycha, sytuacja się zmienia. Woda zostaje zamknięta w małych, odizolowanych kieszeniach. Bakterie są bardziej stłoczone, mają mniej zasobów i częściej wchodzą w bezpośredni konflikt. Zespół z Caltech pokazał, że w takich warunkach rośnie liczba sygnałów metagenomicznych wskazujących na obecność organizmów produkujących naturalne antybiotyki. Jednocześnie silniej premiowane są bakterie odporne na ich działanie.
Autorzy pracy opisują ten mechanizm precyzyjnie. „Eksperymentalnie pokazujemy, że wywołane suszą obniżenie zawartości wody prowadzi do koncentracji naturalnych antybiotyków, przez co nasila selekcję przeciwko szczepom wrażliwym i faworyzuje bakterie oporne” piszą badacze w abstrakcie pracy. Innymi słowy, im mniej wody, tym silniejszy naturalny wyścig zbrojeń.
Naukowcy analizowali gleby z różnych regionów geograficznych i różnych typów środowisk. Wszędzie widzieli ten sam kierunek zmian. W warunkach suszy rosła ilość bakterii związanych z produkcją antybiotyków i opornością na nie. To właśnie dlatego autorzy uznali, że mamy do czynienia nie z lokalną ciekawostką, ale z mechanizmem, który może działać szerzej.
Geny oporności mogą krążyć między bakteriami
Najbardziej niepokojące jest to, że bakterie nie działają w izolacji. Potrafią wymieniać się genami w procesie nazywanym poziomym transferem genów. To właśnie dzięki niemu cechy oporności mogą przechodzić między różnymi drobnoustrojami, czasem nawet bardzo odległymi ewolucyjnie. W praktyce oznacza to, że środowiskowy rezerwuar genów oporności może mieć znaczenie także dla infekcji klinicznych.
Autorzy badania przypominają, że podobne związki między bakteriami glebowymi a patogenami człowieka były obserwowane już wcześniej. Wśród cytowanych przez nich prac znajduje się choćby badanie z 2012 r., które opisywało wspólny „rezystom” bakterii glebowych i ludzkich patogenów. Część genów oporności znajdowanych w bakteriach glebowych wykryto również u bakterii zakażających ludzi. A niektóre bakterie środowiskowe związane z problemem są blisko spokrewnione z takimi patogenami jak Klebsiella pneumoniae i Pseudomonas aeruginosa.
Szpitale, klimat i dane z 116 krajów
Badacze z Caltech nie poprzestali na eksperymentach glebowych. Zestawili także dane kliniczne dotyczące antybiotykooporności z 116 krajów z lokalnym wskaźnikiem suchości klimatu. Wynik był wyraźny. „Pokazujemy, że średnia częstość szpitalnej antybiotykooporności jest silnie skorelowana z lokalnym wskaźnikiem suchości gleby, nawet po uwzględnieniu regionalnych różnic dochodowych” – napisali autorzy w Nature Microbiology.
Korelacja nie jest jeszcze dowodem związku przyczynowego. Na taki obraz mogą wpływać także inne czynniki, choćby różnice w monitorowaniu zakażeń, dostępie do ochrony zdrowia czy jakości raportowania danych. Wniosek nie brzmi więc: „susza powoduje oporność w szpitalach”, tylko raczej: „istnieje spójny i niepokojący związek, którego nie wolno ignorować”.
Dotąd główną odpowiedzią na antybiotykooporność było ograniczanie niepotrzebnego stosowania antybiotyków. Nowe badanie nie podważa tego podejścia, tylko pokazuje, że samo kontrolowanie zużycia leków może nie wystarczyć, jeśli równolegle środowisko staje się coraz bardziej sprzyjające selekcji opornych bakterii.
To łączy się z tzw. ideą One Health. To podejście zakłada, że zdrowie ludzi, zwierząt i środowiska jest ze sobą ściśle powiązane. W tym ujęciu antybiotykooporność przestaje być wyłącznie problemem medycznym. Staje się także problemem ekologicznym i klimatycznym.
Antybiotykooporność a zmiana klimatu
Właśnie dlatego praca z Nature Microbiology może okazać się ważna także poza wąskim światem mikrobiologii. Susza była dotąd kojarzona głównie z rolnictwem, pożarami, niedoborem wody i stratami gospodarczymi. Teraz dochodzi do tego jeszcze jeden możliwy koszt: wzmocnienie środowiskowych warunków, w których geny oporności mają łatwiejszą drogę do utrwalenia i rozprzestrzeniania się.
Nie oznacza to, że każda sucha gleba staje się fabryką superbakterii. Oznacza jednak, że zmiana klimatu może dokładać kolejny element do i tak już trudnego problemu. Im dłuższe i częstsze susze, tym ważniejsze staje się monitorowanie tego, co dzieje się nie tylko w szpitalach i hodowlach, ale także w glebach, osadach i innych środowiskach, w których bakterie stale ze sobą rywalizują.
To przesunięcie punktu ciężkości może mieć bardzo praktyczne skutki. Jeśli środowisko okaże się istotnym źródłem presji selekcyjnej, polityka walki z antybiotykoopornością będzie musiała objąć nie tylko przepisy dotyczące przepisywania leków, lecz także monitoring zmian klimatycznych i ich biologicznych skutków. Dla medycyny to niewygodna wiadomość. Dla zdrowia publicznego raczej nieunikniona.
Wiesz, co kryje się w sercu afrykańskiej dżungli w Kongu? Trudno uwierzyć
