Resistenzgene gegen 14 Antibiotika

Amerikanische Forscher haben Stuhlproben von 22 gesunden Kindern (davon acht jünger als ein Jahr) auf Resistenzgene gegen 18 Antibiotika aus acht Klassen untersucht. Dazu verwendeten sie funktionelle Metagenomik, um große Genbibliotheken unabhängig von der Kultivierbarkeit des Ursprungsorganismus analysieren zu können. Nur gegen Ciprofloxacin, Meropenem, Colistin und Cefepim wurden keine Resistenzen gefunden.

Multiple Resistenzen vorhanden

Betalaktame. Alle vier Klassen von Betalaktamasen wurden gefunden. Klasse-A-Betalaktamasen, die ein erweitertes Spektrum aufweisen, wiesen vier der 22 Patienten auf, viel mehr als bisher angenommen. Zusätzlich entdeckte man bei acht Proben eine fünfte Enzymklasse namens CLOBOL, die eng verwandt mit bekannten Betalaktamasen ist und mit mobilen Elementen assoziiert war.

Aminoglykoside. Verschiedene Aminoglykosid-Acetyltransferasen, Phosphotransferasen und Adenylyltransferasen wurden gefunden sowie mehrere rRNA-Methylasen. Zusätzlich wurden eine neuartige Phosphotransferase sowie eine 16S-rRNA-Methylase, die eine extreme Resistenz gegenüber Gentamicin und Amikacin verursacht, charakterisiert. Allerdings bleiben die betreffenden Bakterien sensibel gegenüber Spectinomycin.

Chloramphenicol. In den 22 Proben wurden mit 48 Acetyltransferasen überraschend viele Chloramphenicol-Resistenzen gefunden. Drei davon wiesen nur geringe Ähnlichkeit mit bekannten Genomen auf. Ebenfalls wurden Gene für das Transportprotein MFS entdeckt, die nahezu identisch mit Corynebacterium-Resistenz waren. Dieses Bakterium trägt neun weitere Resistenzgene gegen Chloramphenicol und kann Blutbahninfektionen verursachen. Man fand auch Transkriptionsfaktoren, die die Expression von Effluxpumpen steigern und ein Hinweis auf resistente E.-coli-Stämme sind.

Tetracyclin und Tigecyclin. Alle Tetracyclin-Resistenzgen-Kategorien (Ribosomale Schutzproteine, Transportproteine und Monooxygenasen) wurden identifiziert. Es wurden auch erstaunlich viele Tigecyclin-resistente Bakterien gefunden, obwohl die Proben vor Einführung des Wirkstoffes genommen wurden. Einer der entdeckten Mechanismen kommt bei bestimmten Bifidobakterien, die in sie kommerziell vertriebenen Produkten enthalten sind, vor.

Cycloserin. D-Ala-D-Ala-Ligasen wurden in allen Proben gefunden, ebenso wie eine Überexpression von D-Alanin-Racemasen auf Plasmiden. Diese wiesen Ähnlichkeit mit dem Streptokokken-Genom auf.

Trimethoprim und Cotrimoxazol.

Wirkstoffresistente Dihydrofolatreduktasen wurden in allen Proben entdeckt und waren oft mit Thymidylatsynthetasen, Adenylyltranferasen und Transporterproteinen assoziiert. Ferner wurde eine neue Nudixhydrolase identifiziert, die eine Resistenz gegen Trimethoprim und Cotrimoxazol hervorruft.

Beunruhigende Ergebnisse

Dass fast alle Resistenzen sowohl bei älteren Kindern als auch bei Säuglingen gefunden wurden, legt nahe, dass das fäkale Resistom schon früh etabliert wird. Der Nachweis von Mobilisationselementen und unbekannten Resistenzgenen zeigt, wie wichtig eine bessere Charakterisierung der Darmflora ist, da unbekannte Mikroorganismen eine Quelle für multiresistente Keime darstellen können. Auch eine Übertragung von Bakterienstämmen aus der Nahrung, wie Laktobazillen, kann nicht ausgeschlossen werden. Ob ein Resistenztransfer von harmlosen Darmbakterien auf gefährliche Pathogene auch natürlich stattfinden kann, bleibt noch zu beantworten. Jedenfalls ist die unerwartete Vielfalt an Resistenzgenen in der Darmflora von gesunden Kindern ein Grund zur Sorge und bedarf weiterer Beobachtung. 

Apothekerin Sarah Katzemich

Quelle:

Moore A, Pediatric Fecal Microbiota Harbor Diverse and Novel Antibiotic Resistence Genes, PLoS ONE 2013; 8(11)