Viten

Gener fra bakteriene sprer antibiotikaresistens

Antibiotikaresistens er et stort globalt problem som stadig blir mer alvorlig.

Genene for antibiotikaresistens ligger på plasmider. Antallet plasmider i en bakteriecelle varierer fra noen få til flere hundre, og de kan overføres til andre bakterier ved fysisk kontakt, såkalt konjugasjon. Foto: Illustrasjon: Shutterstock/NTB scanpix

  • Reidun Sirevåg
    Reidun Sirevåg
    Professor emerita, Institutt for biovitenskap, Universitetet i Oslo
Viten er Aftenpostens satsing på forskning og vitenskap, der forskere og fagfolk fra hele landet bidrar med artikler.

Hvert år dør flere hundre tusen mennesker fordi sykdomsbakterier blir motstandsdyktige mot antibiotika. Slike infeksjoner er også pekt på som medvirkende årsak til død som følge av covid-19. Et viktig spørsmål er hvorfor resistensen sprer seg så uhyggelig raskt.


Hva er antibiotika?

Antibiotika produseres naturlig av noen bakterier og sopp og dreper andre mikroorganismer, og er derfor et våpen i kampen om ressursene dem imellom. Det er mange typer antibiotika, og de angriper strukturer eller enzymer i bakteriene på ulike måter. Noen hindrer bakterier i å danne cellevegg, mens andre hindrer dem i å lage protein. Uansett er resultatet at bakteriene dør. Antibiotika virker ikke på virus, fordi de er bygget opp på andre måter.


Det første antibiotikum ble oppdaget av Alexander Fleming i 1928. Det kalles penicillin og produseres av soppen Penicillium. Det tok ikke lang tid fra det ble oppdaget til man forsto hvilken enorm betydning det kunne ha som middel mot infeksjonssykdommer. Etter hvert ble penicillin produsert i stor skala og kom i alminnelig bruk etter andre verdenskrig. Senere er flere andre antibiotika isolert både fra sopp og bakterier, blant annet tetrasyklin, kloramfenikol og streptomycin. Lenge var det derfor grunn til å tro at alvorlige bakteriesykdommer var under vår kontroll.

Men bakteriene slo tilbake - de ble resistente eller motstandsdyktige. Det har tatt fra fem til ti år fra et nytt antibiotikum ble tatt i bruk til motstandsdyktige bakteriestammer dukket opp. Dette har skjedd med alle antibiotika som er kommet på markedet, og noen bakterier er dertil resistente mot flere antibiotika - de er multiresistente.

Professor emerita Reidun Sirevåg, Institutt for biovitenskap, Universitetet i Oslo. Foto: Universitetet i Oslo


Hva skyldes antibiotikaresistens?

Årsaken til den store utbredelsen av antibiotikaresistens er først og fremst at antibiotika er brukt i stort og ukontrollert omfang i medisin og landbruk.
Det er imidlertid ikke bruken i seg selv som gir opphav til resistens, fordi gener for antibiotikaresistens allerede på samme måte som gener for antibiotika er naturlig til stede hos noen få individer i populasjoner av bakterier. Disser individene velges ut ved bruk av antibiotika.

For eksempel kan én bakterie i en populasjon på 10 millioner bakterier være naturlig resistent. Hvis dette er sykdomsbakterier som blir utsatt for antibiotika, vil alle bakteriene bli drept bortsett fra den ene som er resistent, og den vokser og formerer seg. Genet for resistens er da med på veien, og i neste omgang står vi overfor en populasjon av bakterier som alle er resistente. Slike bakterier kan spre seg videre til dyr og mennesker. Så lenge antibiotika er i bruk, vil bakteriene som er resistente klare seg - de som er mest tilpasset, blir selektert.

Les også

Antibiotikaresistens sprer seg. Forskere har funnet en metode for å varsle når det skjer.

Mekanismene for antibiotikaresistens er forskjellige. Årsaken til resistens mot penicillin er for eksempel at bakteriene har genet for et enzym som virker som en forsvarsmekanisme og bryter ned penicillinet når det kommer inn i cellen. I andre tilfeller skyldes resistensen at bakterien har endret cellemembranen slik at antibiotikumet ikke kommer inn i cellen.


Plasmider sprer resistens

Arvematerialet hos bakterier er DNA og genene er i det vesentligste organisert på ett eneste ringformet kromosom i cellen. Noen egenskaper hos bakterier er imidlertid ikke knyttet til kromosomet, men til plasmider som er små ringformede DNA-molekyler som kommer i tillegg til kromosomet, og som formerer seg uavhengig av dette. Plasmidene inneholder ikke gener som er nødvendige for vekst og formering, men gener som det kan være en fordel å ha under visse forhold. Og genene for antibiotikaresistens ligger på plasmider.

Antallet plasmider i en bakteriecelle varierer fra noen få til flere hundre, og de kan overføres til andre bakterier ved fysisk kontakt, såkalt konjugasjon. Hvis bakteriene dør og plasmidene kommer ut i omgivelsene, kan de bli tatt opp direkte av andre bakterier.

Spredning av arvemateriale på denne måten, uavhengig av formering, kalles horisontal genoverføring. Sammen med den utstrakte bruken av antibiotika er horisontal genoverføring en viktig årsak til spredning av resistens.

Les også

Antibiotikaresistens er en enda mer alvorlig og langvarig pandemi enn covid-19


Hva må gjøres?

Norge har hatt god kontroll med bruk av antibiotika og har vært forskånet mot mye antibiotikaresistens, men utstrakt reising til andre land har ført resistente bakterier hit. Skal man få bukt med spredningen av resistente bakterier, er det avgjørende med omfattende global begrensning i bruken av antibiotika.
I tillegg ville det hjelpe dersom det var mulig enten å inaktivere plasmidene eller hindre dem i å formere seg, et problemområde med store utfordringer som nå vies oppmerksomhet av forskere i faget.

Kilder:

Sun, D., Jeannot, K., Xiao, Y., Kapp, C.W.: Editorial : «Horizontal gene transfer mediated bacterial antibiotic resistance.» Front. Microbiol. 27. august 2019

Dengler, R.: «Bacteria pass antibiotic resistance between themselves in just hours». Discover Magazine, 28. mai. 2019

Følg Aftenposten Viten på Facebook og Twitter!

Les mer om

  1. Antibiotikaresistens
  2. Antibiotika
  3. DNA
  4. Viten

Relevante artikler

  1. NORGE

    Forskere har funnet en metode som viser hvordan antibiotikaresistens kan spre seg

  2. KRONIKK

    Bruken av antibiotika i Norge stuper. Kan koronaen bli et vendepunkt?

  3. A-MAGASINET

    Hennes oppdagelse kan snu opp ned på verden slik vi kjenner den

  4. VITEN

    Forskere: Barn feilberegner fart i trafikken

  5. VITEN

    Regn med mer styrtregn fremover

  6. VITEN

    Skulle skrive om kjemifaget og kritiserte mangfold. Da ble det rabalder.