Geneesmiddelresistente bacteriën evolueerden lang voor het gebruik van antibiotica op egels

Onder de stekelige stekels van Europese egels heeft een microbiële impasse mogelijk een gevaarlijke medicijnresistente ziekteverwekker gefokt lang vóór het tijdperk van antibioticagebruik bij mensen.

Het lijdt geen twijfel dat het gebruik van antibiotica de resistentie tegen geneesmiddelen versnelt bij bacteriën die mensen koloniseren, zegt Jesper Larsen, een dierenarts aan het Statens Serum Institut in Kopenhagen. Maar, zegt hij, deze microben moesten de genen om ze weerstand te geven ergens vandaan halen, en wetenschappers weten niet waar de meeste van deze genen vandaan komen.

Nu, voor één type methicilline-resistent Staphylococcus aureus, of MRSA, Larsen en collega’s hebben volgde de evolutie naar egels honderden jaren geleden. Op de huid van deze beestjes heeft een schimmel die natuurlijke antibiotica produceert mogelijk de omgeving gecreëerd voor resistentie tegen geneesmiddelen in de bacteriën, rapporteren de onderzoekers op 5 januari in Natuur.

MRSA, een van de meest voorkomende medicijnresistente pathogenen, infecteert jaarlijks honderdduizenden mensen over de hele wereld, en deze infecties kunnen moeilijk te behandelen zijn. Het specifieke type MRSA waarop de nieuwe studie zich richt, veroorzaakt een fractie van de gevallen bij mensen.

Het team vond jaren geleden bij toeval voor het eerst MRSA in egels toen bioloog Sophie Rasmussen, die deel uitmaakte van het nieuwe werk en nu aan de Universiteit van Oxford werkt, het team van Larsen benaderde om een ​​vriezer vol dode egels te bemonsteren. Van deze dieren verzameld uit Denemarken, 61 procent droeg MRSA. “We vonden deze extreem hoge prevalentie bij egels”, zegt Larsen, wat suggereert dat de dieren een reservoir waren voor de medicijnresistente superbacteriën.

In het nieuwe werk onderzochten de wetenschappers egels (Erinaceus europaeus en Erinaceus roumanicus) uit 10 Europese landen en Nieuw-Zeeland. Werknemers van reddingscentra voor dieren in het wild hebben de neuzen, huid en voeten van 276 dieren afgenomen. MRSA kwam veel voor bij egels in het Verenigd Koninkrijk, Scandinavië en Tsjechië.

Analyseren van de S. aureus, vond het team 16 soorten mecC-MRSA, genoemd naar het gen dat resistentie verleent, bracht de evolutionaire relaties tussen hen in kaart door mutaties in hun genetische instructiehandleidingen of genomen te vergelijken. Uit de analyse leidde het team af dat de drie oudste geslachten 130 tot 200 jaar geleden ontstonden in egelpopulaties, en periodiek mensen en vee infecteerden lang voordat penicilline in de jaren veertig op de markt kwam. Egels kunnen de bron zijn van negen van de 16 geslachten, rapporteren de onderzoekers.

“Het lijdt geen twijfel dat ons gebruik van antibiotica de belangrijkste oorzaak is van resistentie bij menselijke pathogenen”, zegt Anders Larsen, een microbioloog aan het Statens Serum Institut die ook deel uitmaakte van het team. “Dit is een heel speciaal geval waarin we het gewoon terug kunnen traceren naar een oorsprong.”

Maar dat verklaart niet hoe de egels S. aureus ontwikkelde weerstand. Het team kreeg een idee van een onderzoek uit de jaren 60 over: Trichophyton erinacei, een schimmel die bij mensen “egelringworm” veroorzaakt. Die studie meldde dat T. erinacei op egelhuid doodde sommigen S. aureus maar niet anderen die resistent waren tegen penicilline. Groeien T. erinacei in het laboratorium identificeerden de onderzoekers twee penicilline-achtige antibiotica die door de schimmels werden weggepompt.

Deze bevindingen suggereren dat egels een MRSA-reservoir zijn omdat “ze leven samen met organismen die penicilline produceren”, zegt Gerry Wright, een biochemicus aan de McMaster University in Hamilton, Canada, die niet betrokken was bij het onderzoek.

De schimmels “leven in een slechte buurt”, zegt Wright. Ze moeten concurreren met andere microben, zoals S. aureus, voor middelen en een plek om te koloniseren op de gastheer, en “ze moeten deze regeling uitwerken waar ze zichzelf kunnen beschermen.”

Je kunt niet aan antibioticaresistentie denken zonder rekening te houden met omgevingsverbindingen, zegt Wright. De evolutie van resistentie is een geleidelijk proces dat wordt gevormd door natuurlijke selectie, zegt hij. Het werk van Wright heeft aangetoond dat antibioticaresistentie een oude oorsprong heeft op plaatsen die aan menselijke invloed zijn ontsnapt. Mensen hebben naar deze evolutie gezocht, meestal in de microbiële gemeenschap in de bodem, of het microbioom (SN: 14-2-06). Maar de microbiomen van dieren vormen een andere potentiële bron voor de genen die resistentie verlenen en voor bronnen van nieuwe antibiotica, zegt hij.

De geschiedenis van antibiotica in de vorige eeuw is een cyclus van nieuwe ontdekkingen van geneesmiddelen, kort gevolgd door microbiële resistentie die tegen die geneesmiddelen opduikt. Dat zou geen verrassing moeten zijn, zegt Wright. “Omdat antibiotica al miljarden jaren op de planeet zijn en resistentie miljarden jaren oud is”, zegt hij. Als wetenschappers niet beter begrijpen waar resistentie vandaan komt, zelfs als onderzoekers nieuwe medicijnen ontdekken, zegt hij, zullen we alleen maar een inhaalslag maken.