Nowozelandzcy naukowcy odkryli, że aktywne składniki powszechnie stosowanych środków chwastobójczych, takich jak Roundup i Kamba, mogą powodować, że bakterie stają się mniej podatne na antybiotyki. Źródło zdjęcia: Shutterstock.com, CC BY-ND

Antybiotyki tracą zdolność zabijania bakterii.

Jedną z głównych przyczyn wzrostu oporności na antybiotyki jest niewłaściwe stosowanie antybiotyków, ale nasze najnowsze badania pokazuje, że składniki powszechnie stosowanych środków chwastobójczych, takich jak Round-up i Kamba, mogą również powodować, że bakterie stają się mniej podatne na antybiotyki.

Herbicydy indukują aktywność genów

Już teraz około 700,000 XNUMX zgonów rocznie można przypisać zakażeniom bakteriami lekoopornymi. Niedawne raport prognozuje, że do 2050 r. 10 milionów ludzi rocznie będzie umierać z powodu uleczalnych wcześniej infekcji bakteryjnych, co będzie wiązać się z łącznymi kosztami dla światowej gospodarki wynoszącymi 100 bilionów dolarów.

Badane przez nas bakterie są potencjalnymi patogenami człowieka. Siedemdziesiąt lat temu patogeny były jednakowo podatne na antybiotyki stosowane w medycynie i rolnictwie. To się zmieniło. Obecnie niektóre są oporne na wszystkie pozostałe antybiotyki z wyjątkiem jednego lub dwóch. Niektóre szczepy są odporne na wszystko.

Kiedy bakterie zostały narażone na działanie komercyjne preparaty chwastobójcze na bazie 2,4-D, dikamby czy glifosatu zmieniało się śmiertelne stężenie różnych antybiotyków. Często potrzeba było więcej antybiotyku, aby je zabić, ale czasami potrzeba było mniej. Pokazaliśmy, że jednym ze skutków działania herbicydów było indukowanie pewnych genów, które wszystkie one niosą, ale nie zawsze wykorzystują.

Geny te stanowią część tak zwanej „reakcji adaptacyjnej”. Głównymi elementami tej odpowiedzi są białka, które „wypompowują” toksyny z komórki, utrzymując stężenia wewnątrzkomórkowe na poziomie subletalnym. Wiedzieliśmy o tym, ponieważ dodatek chemicznego inhibitora pomp eliminował ochronne działanie herbicydu.

W naszym Ostatnia pracaprzetestowaliśmy to, używając bakterii z nokautem genów, które zostały zaprojektowane tak, aby traciły tylko jeden gen pompy. Odkryliśmy, że większość działania herbicydu została wyjaśniona przez te pompy.

Zmniejszone stosowanie antybiotyków może nie rozwiązać problemu

Przez dziesięciolecia przedkładaliśmy wiarę w wynalezienie nowych antybiotyków ponad mądrość zachowania skuteczności istniejących. Do komercjalizacji antybiotyków zastosowaliśmy te same zachęty do wynalazczości, jakie stosuje się w telefonach komórkowych. Zachęty te maksymalizują tempo sprzedaży produktów. Nasycili rynek telefonami i nasycili ziemię bakteriami odpornymi na antybiotyki.

Niewłaściwe stosowanie antybiotyków jest potężnym czynnikiem powodującym powszechną oporność. Wiedza o tym w naturalny sposób prowadzi do hipotezy, że właściwe i mniejsze użycie sprawi, że świat znów będzie właściwy. Niestety nauka nie w pełni opowiada się za tą hipotezą.

Badania dotyczące wskaźników oporności na ogół wykazują: spadek oporu do określonych narkotyków, gdy ich używanie jest zakazane lub ograniczone. Efektem nie jest jednak przywrócenie wrażliwości sprzed antybiotyku, charakteryzującej się wieloletnią skutecznością antybiotyku. Zamiast, opór powraca szybko po ponownym zastosowaniu leku.

To mówi nam, że po ustabilizowaniu się oporności w populacjach bakterii, zawieszenie stosowania może zmienić stosunek opornych do wrażliwych, ale nie eliminuje typów opornych. Bardzo mała liczba opornych bakterii może osłabić skuteczność antybiotyku w przypadku jego ponownego użycia.

Herbicydy i inne zanieczyszczenia naśladują antybiotyki

Co trzyma te oporne mniejszości wokół siebie? Przypomnijmy, że bakterie są bardzo małe, ale jest ich mnóstwo; nosisz ich 100 bilionów. Występują także głęboko pod ziemią i wysoko w atmosferze.

Ponieważ antybiotyki są tak silne, eliminują wrażliwe bakterie i pozostawiają nieliczne oporne do ponownego zasiedlenia. Dzięki temu mamy teraz mnóstwo bakterii i mnóstwo genów odporności, których musimy się pozbyć, a to zajmuje dużo czasu.

Jak sugeruje nasza praca, historia jest jeszcze bardziej skomplikowana. Jesteśmy skłonni uważać antybiotyki za lekarstwa, a środki chemiczne stosowane w rolnictwie, a mydła do rąk, spraye na owady i konserwanty za coś zupełnie innego. Bakterie tego nie robią. Dla nich wszyscy są toksyczni.

Niektóre są naprawdę toksyczne (antybiotyki), inne mniej (herbicydy). Bakterie należą do najdłużej żyjących organizmów na Ziemi. Prawie cztery miliardy lat przetrwania nauczyły je, jak radzić sobie z toksynami.

Pestycydy jako szczepionki antybiotykowe

Nasza hipoteza jest taka, że ​​herbicydy uodparniają bakterie na bardziej toksyczne toksyny, takie jak antybiotyki. Ponieważ wszystkie bakterie posiadają te zabezpieczenia, szczególnie problematyczne jest stosowanie szeroko stosowanych produktów, na które są one narażone. Zatem te produkty, między innymi, mogą przygotować bakterie na antybiotyki, niezależnie od tego, czy ich używamy, czy nie.

Odkryliśmy, że zarówno oczyszczone składniki aktywne, jak i potencjalne składniki obojętne w środkach chwastobójczych spowodowały zmianę w odpowiedzi na antybiotyki. Te obojętne składniki znajdują się również w przetworzonej żywności i popularnych produktach gospodarstwa domowego. Oporność została spowodowana poniżej prawnie dozwolonych stężeń w żywności.

Co to wszystko oznacza? Cóż, na początek być może będziemy musieli dokładniej przemyśleć sposób regulowania handlu substancjami chemicznymi. Przy około ośmiu milionach produkowanych chemikaliów w obrocie handlowym, 140,000 1950 nowych od XNUMX ri ograniczoną wiedzę na temat ich kombinacji i produktów rozkładu, nie będzie to łatwe.

Ale nie jest też łatwo patrzeć, jak ktoś umiera z powodu infekcji, której nie jesteśmy w stanie wyleczyć.

O autorze

Jack Heinemann, profesor biologii molekularnej i genetyki na Uniwersytecie w Canterbury

Ten artykuł został pierwotnie opublikowany w Konwersacje. Przeczytać oryginalny artykuł.

Powiązane książki:

at Rynek wewnętrzny i Amazon