Nya Zeelandforskare har funnit att de aktiva beståndsdelarna i vanligt använda gödselmord som Round-up och Kamba kan orsaka att bakterier blir mindre mottagliga för antibiotika. Fotokrediter: shutterstock.com, CC BY-ND

Antibiotika förlorar sin förmåga att döda bakterier.

En av de främsta orsakerna till ökningen av antibiotikaresistens är felaktig användning av antibiotika, men vår senaste forskning visar att ingredienserna i vanligt förekommande mejdödare som Round-up och Kamba också kan göra att bakterier blir mindre mottagliga för antibiotika.

Herbicider inducerar genaktivitet

Redan om 700,000 dödsfall kan årligen tillskrivas infektioner av läkemedelsresistenta bakterier. En nyligen rapport projicerade att 2050, 10 miljoner människor per år kommer att dö av tidigare behandlingsbara bakterieinfektioner, med en kumulativ kostnad för världsekonomin på $ US100 trillion.

De bakterier vi studerar är potentiella mänskliga patogener. Sjuttio år sedan var patogener enhetligt mottagliga för antibiotika som används inom medicin och jordbruk. Det har förändrats. Nu är vissa resistenta mot alla utom en eller två resterande antibiotika. Vissa stammar är resistenta mot alla.

När bakterier utsattes för kommersiella herbicidformuleringar baserat på 2,4-D, dicamba eller glyfosat, förändrades den dödliga koncentrationen av olika antibiotika. Ofta tog det mer antibiotika att döda dem, men ibland tog det mindre. Vi visade att en effekt av herbiciderna var att framkalla vissa gener som de alla bär, men inte alltid använda.

Dessa gener är en del av det så kallade "adaptiva svaret". Huvudelementen i detta svar är proteiner som "pumpar" toxiner ur cellen, håller intracellulära koncentrationer sublethal. Vi visste detta eftersom tillsatsen av en kemisk hämmare av pumparna eliminerade den skyddande effekten av herbiciden.

I vår senaste arbete, vi testade detta genom att använda gen "knockout" bakterier, som hade konstruerats för att förlora bara en pumpgen. Vi fann att mest av effekten av herbiciden förklarades av dessa pumpar.

Minskad användning av antibiotika kan inte lösa problemet

Under årtionden har vi satt vår tro på att uppfinna nya antibiotika över visdom att bevara effektiviteten hos befintliga. Vi har tillämpat samma uppfinning incitament för kommersialisering av antibiotika som de som används med mobiltelefoner. Dessa incitament maximerar produktsatsens hastighet. De har mättat marknaden med telefoner, och de mättar jorden med antibiotikaresistenta bakterier.

Felaktig användning av antibiotika är en kraftfull förare av det utbredda motståndet. Att veta detta leder naturligtvis till hypotesen att rätt och lägre användning kommer att göra världen rätt igen. Tyvärr är vetenskapen inte helt på sidan av den hypotesen.

Studier som följer resistansnivåer finner i allmänhet a minskning av resistans till specifika droger när deras användning är förbjuden eller minskad. Effekten är emellertid inte en återställning av en före antibiotikaresistens, som karaktäriseras av antibiotikans fleråriga effektivitet. Istället, motståndet återvänder snabbt när läkemedlet används igen.

Detta berättar för oss att när resistans har stablised i populationer av bakterier kan suspenderad användning ändra förhållandet resistent mot mottagligt men det eliminerar inte resistenta typer. Mycket litet antal resistenta bakterier kan undergräva antibiotikumet när det används igen.

Herbicider och andra föroreningar efterliknar antibiotika

Vad håller de här motståndskraftiga minoriteterna kvar? Minns att bakterier är mycket små, men det finns många av dem; du bär 100 biljoner av dem. De finns också djupa underjordiska för högt upp i atmosfären.

Eftersom antibiotika är så kraftfulla eliminerar de bakterier som är mottagliga och lämnar de få resistenta de som repopuleras. Efter att ha gjort det har vi nu massor av bakterier och massor av resistensgener att bli av med, och det tar mycket tid.

Som vårt arbete föreslår är historien ännu mer komplicerad. Vi är benägna att tänka på antibiotika som medicin och agrichemicals, handsålar, insektssprutor och konserveringsmedel som olika. Bakterier gör inte detta. För dem är de alla giftiga.

Vissa är väldigt giftiga (antibiotika) och vissa inte så mycket (herbicider). Bakterier är bland de längsta levande organismerna på jorden. Nästan fyra miljarder år av överlevnad har lärt dem hur man hanterar gifter.

Bekämpningsmedel som antibiotika vacciner

Vår hypotes är att herbicider immuniserar bakterierna från mer giftiga toxiner som antibiotika. Eftersom alla bakterier har dessa skydd, är användningen av mycket använda produkter som de utsätts för särskilt problematisk. Så dessa produkter kan bland annat hålla bakterier redo för antibiotika oavsett om vi använder dem.

Vi fann att både de renade aktiva beståndsdelarna och potentiella inerta ingredienser i växtdämpare orsakade en förändring av antibiotikaresvar. Dessa inerta ingredienser finns också i bearbetade livsmedel och vanliga hushållsprodukter. Resistens orsakades under lagligt tillåtna livsmedelskoncentrationer.

Vad betyder det här? Jo för att börja med kanske vi måste tänka mer noggrant om hur man reglerar kemisk handel. Med cirka åtta miljoner tillverkade kemikalier i handeln, 140,000 nytt sedan 1950, och begränsad kunskap om deras kombinationseffekter och nedbrytningsprodukter kommer det inte att bli lätt.

Men det är inte heller lätt att se någon dö av en infektion som vi förlorade kraften att bota.

Om författaren

Jack Heinemann, professor i molekylärbiologi och genetik, University of Canterbury

Den här artikeln publicerades ursprungligen den Avlyssningen. Läs ursprungliga artikeln.

Relaterade böcker:

at InnerSelf Market och Amazon