Antibiotikaresistenzen: medizinische und ökologische Herausforderung
Für die Studie analysierten Forschende die Genome der Darm-Mikroorganismen aus 875 wildlebenden Hausmäusen (Mus musculus) von deutschen Bauernhöfen. Sie suchten nach Genen, die für Resistenzen gegen gängige Antibiotika verantwortlich sind. Dabei korrelierten die Wissenschaftler das Vorkommen dieser ARG in den Mäusen mit einer Reihe von Umwelt- und Wirtsvariablen wie der Nutzung der Anbauflächen, der Nutztierdichte für Rinder, Schweine und Geflügel, dem Geschlecht und Körperzustand der Mäuse sowie mit klimatischen Variablen. Diese statistischen Auswertungen sollen erklären, welchen Einfluss diese Faktoren auf Art und Anzahl der ARG im Darm-Mikrobiom der Mäuse haben. In einem zweiten Schritt verglichen sie die Resistenzprofile im Genom der Mäuse mit Resistenzgenen im Dung bzw. im Mist von Nutztieren, deren Genominformationen aus anderen Projekten öffentlich zugänglich sind.
50 Prozent der Resistenzgene von Nutztieren in Mäusen
Frühere Studien zeigten, dass Gewässer in Städten und im Agrarland stark mit antibiotika-resistenten Bakterien belastet sind. Daher erwarteten die Forschenden, in unmittelbarer Nähe zu größeren viehwirtschaftlichen Betrieben auch in Wildtieren Antibiotikaresistenzen nachzuweisen. „Wir hatten jedoch keine Vorstellung davon, welche Ausmaße dieser Transfer von Resistenz in die Wildtiere haben könnte“, sagt Dr. Víctor Hugo Jarquín-Díaz vom Max Delbrück Center. „Wir haben eine gewisse Überschneidung erwartet, aber dass wir rund 50 Prozent der Resistenzgene aus den Kühen, Schweinen und Hühnern auch in unseren wildlebenden Mäusen wiederfanden, hat uns überrascht.“ Es gibt also viele ökologische Brücken zwischen den Menschen, den Nutztieren und den Wildtieren. Die räumliche Nähe ermöglicht eine funktionale und ökologische Verflechtung, sogar bei antibiotikaresistenten Bakterien.
Umweltvariablen und Intensität der Tierhaltung
Zudem haben Umweltvariablen und die Intensität der Tierhaltung einen größeren Einfluss auf das spezifische Resistenzprofil im Darm-Mikrobiom einer wilden Bauernhofmaus als die Merkmale der Maus selbst. Die Nutzung der Flächen in direkter Nähe zum Hof und der direkte bzw. indirekte Kontakt zu Nutztieren erklären, welche ARG in der Maus nachweisbar sind. „Unsere statistischen Modelle zeigten auf, dass sich einzelne Faktoren sehr stark auf das Vorhandensein von einzelnen Resistenzgenen auswirken“, sagt Prof. Emanuel Heitlinger, Studienleiter und Wissenschaftler am Landesuntersuchungsamt Rheinland-Pfalz (LUA). „So steht die Besatzdichte von Schweinen in starkem Zusammenhang mit Resistenzgenen – zusammenhängend mit von Tierärzten und Viehzüchtern häufig eingesetzten Breitbandantibiotika wie Sulfonamide, Tetracyclin oder Beta-Laktame.“ Es gibt demnach direkte, nachweisbare Auswirkungen von intensiver Nutztierhaltung auf spezifische Antibiotikaresistenzen in Wildtieren.
Ganzheitliche Antibiotikaresistenzen nötig
Ökologische Konzepte werden bislang zu wenig in die Mikrobiomforschung eingebunden, so die Erkenntnisse des Autorenteams. Die Studie zeigt hochrelevante Zusammenhänge zwischen Wirten, Mikrobiomen, Resistenzgenen und räumlichen Umweltfaktoren auf. „Wir konnten hier Pfade von Resistenzen über die Grenzen zwischen medizinischen oder agrarwirtschaftlichen Systemen hinweg in die Umwelt identifizieren“, sagt Prof. Stephanie Kramer-Schadt, Abteilungsleiterin am Leibniz-IZW und Professorin an der Technischen Universität Berlin. „Antibiotikaresistenzen sind kein isoliertes, medizinisches Problem, sondern ein systemisches ökologisches Phänomen. Unsere Forschungen sind der erste Ansatz einer klaren ‚Landkarte‘ dafür, wie von Menschen stark genutzte und geprägte Ökosysteme die Entwicklung von Mikroorganismen in der Umwelt beeinflussen.“ Das Fazit der Forschenden: Das Monitoring von Resistenzen muss sich ausweiten und sich von der Fixierung auf klinische oder Nutztier-Kontexte lösen. Wildtiere und natürliche Ökosysteme könnten eine große Unbekannte in dieser Gleichung sein und ungeahnte Reservoire für Antibiotikaresistenzen darstellen.
Quelle:idw/IZW
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