Auch in der Fischzucht werden Antibiotika in großen Mengen eingesetzt. Das fördert die gefährliche Entwicklung, dass die wichtigen Medikamente nutzlos werden.
München – "In den vergangenen 70 Jahren hat der Einsatz von Antibiotika in der Human- und Veterinärmedizin stetig zugenommen und zu einem dramatischen Anstieg von resistenten Mikroorganismen geführt", sagt Michael Schloter, Leiter der Abteilung Vergleichende Mikrobiomanalysen (COMI) am Helmholtz-Zentrum München. Besonders dramatisch sei, dass viele Mikroorganismen nicht nur gegen ein Antibiotikum resistent sind, sondern gegen eine Vielzahl unterschiedlicher Substanzen. Das erschwert insbesondere die Behandlung von Infektionskrankheiten, so der Wissenschafter.
Schloter und sein Team haben nun die Mechanismen der Übertragung von Antibiotikaresistenzen zwischen Bakterien erforscht. "Wir wollten herausfinden, welche Mechanismen der Resistenzentwicklung zugrunde liegen." Dazu wurden Fische aus einer Aquakultur untersucht: Konkret ging es dabei um Piaractus mesopotamicus, eine als Pacu bekannte Art aus Südamerika, die oft in Aquakulturen gehalten wird. Die Tiere bekamen über 34 Tage das Antibiotikum Florfenicol mit der Nahrung verabreicht. Währenddessen und einige Zeit danach nahmen die Wissenschafter Proben aus dem Verdauungstrakt der Tiere und suchten nach entsprechenden genetischen Veränderungen bei den dort ansässigen Bakterien.
Resistenzen springen durch das Genom
"Wie erwartet führte die Gabe des Antibiotikums zu einer Zunahme der Gene, die für entsprechende Resistenzen verantwortlich sind", erklärt Johan Sebastian Sáenz Medina, Erstautor der Studie. "Ein Beispiel sind etwa Gene für Pumpenproteine, die den Wirkstoff einfach wieder aus den Bakterien heraustransportieren. Besonders interessant war für uns aber auch die zunehmende Zahl sogenannter mobiler genetischer Elemente in der Nähe dieser Resistenzgene", ergänzt der Experte.
Die Forscher vermuten, dass die Bakterien Resistenzen auch durch Viren – sogenannte Phagen – untereinander austauschen. Auch über Transposons – DNA-Abschnitte, die ihre Position im Genom verändern können – ist dieser Austausch möglich. "Weitere metagenomische Untersuchungen bestätigten, dass diese mobilen genetischen Elemente quer durch das Genom springen, dabei Teile des Erbguts mitreißen – darunter auch die Resistenzgene – und andernorts wieder einfügen. Bisher war man davon ausgegangen, dass vor allem sogenannte Plasmide – das sind vereinfacht gesagt leicht übertragbare Mini-Chromosomen – für den Austausch von Resistenzgenen verantwortlich sind. Die Erkenntnis, dass die Resistenzen auch abseits von Plasmiden im großen Umfang zwischen Bakterien übertragen werden, ist durchaus überraschend", sagt Michael Schloter.
Das Fazit der Forscher: Wir sollten darüber nachdenken, ob und in welchem Umfang Aquakulturen weiter mit Antibiotika betrieben werden sollten. (red, 25.2.2019)