Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Sprunghaft und gefährlich: das Resistenzgen mcr-1

21.06.2016

Wissenschaftler des Deutschen Zentrums für Infektionsforschung (DZIF) und der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU) haben untersucht, wie übertragbar das Resistenzgen mcr-1 ist.

Das Gen mcr-1 macht Darmbakterien unempfindlich für das Reserve-Antibiotikum Colistin. Als letzte Therapiemöglichkeit wird es gegen gefürchtete multiresistente Keime vor allem in Kliniken eingesetzt.


Multiresistente Bakterien in der Petrischale

Justus-Liebig-Universität Gießen

Bakterien mit diesem Resistenzgen wurden Anfang des Jahres in Deutschland, vor kurzem nun auch bei einer Patientin in den USA gefunden. Wissenschaftler des Deutschen Zentrums für Infektionsforschung (DZIF) und der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU) haben nun untersucht, wie übertragbar dieses Gen ist. Sie fanden unter anderem heraus, dass das mcr-1-Gen nicht nur auf den beweglichen Plasmiden vorkommt, sondern auch in das Chromosom integrierbar ist. Und damit stabil an die Nachkommen weitervererbt wird.

Die Medien sprachen vom „Superkeim“, als vor kurzem bei einer Patientin mit einem Harnwegs-infekt ein E. coli-Keim gefunden wurde, der unter anderem auch das Resistenzgen mcr-1 trug. Das Gen ist bei Nutztieren längst weit verbreitet; dass es nun auch beim Menschen vorkommt, gibt Anlass zur Sorge. „Einige gramnegative Erreger, wie zum Beispiel bestimmte Escherichia coli-Stämme, sind gegen die neueren Breitband-Antibiotika resistent geworden.

Hier hilft oft nur das Reserve-Antibiotikum Colistin“, erklärt Dr. Linda Falgenhauer, DZIF-Wissenschaftlerin an der Justus-Liebig-Universität Gießen und Erstautorin der aktuellen Studie. Wenn auch dieses Mittel versage, sei eine Behandlung zusätzlich erschwert.

Doch wie groß ist die Gefahr einer weiteren Ausbreitung der Colistin-Resistenz? Bisher weiß man, dass mcr-1 über Plasmide, bewegliche genetische Elemente, übertragen wird. Diese Übertragbarkeit hat bereits dazu geführt, dass das Gen in vielen Bakterienarten zu finden ist. Offensichtlich ist es in der Lage, zwischen unterschiedlichen Plasmiden zu „springen“ und so die Artengrenze zu überschreiten. Nun befürchten die Wissenschaftler, dass diese Sprunghaftigkeit auch vom Plasmid zum Chromosom stattfinden könnte.

„Wenn das Gen in das Chromosom von Bakterien springt, stellt das eine besondere Gefahr dar“, erklärt Linda Falgenhauer. Denn in diesem Fall könne die Resistenz gegen Colistin stabil auf die Nachkommen vererbt werden. Wenn diese chromosomale Resistenz dann bei Bakterien eintritt, die zwischen Mensch und Tier, zum Beispiel über den Verzehr von Lebensmitteln zirkulieren, wäre ein Reservoir für resistente Keime geschaffen, das über Generationen erhalten bleibt.

Resistenzen können vererbt werden

Genau dieses Ereignis ist bereits eingetreten, fanden die Gießener Forscher heraus. In ihrer aktuellen Publikation beschreiben sie einen multiresistenten E. coli-Stamm des Sequenztyps ST410, der bereits seit Jahren in Mensch und Tier, Umwelt und Lebensmitteln in Deutschland verbreitet ist.

Dieser Stamm, so die Entdeckung, enthält neben dem ESBL-Gen, das gegen Betalaktam-Antibiotika mit erweitertem Wirkspektrum resistent macht, auch das mcr-1-Gen auf dem Chromosom, das eine Unempfindlichkeit gegenüber Colistin hervorruft. Beide Gene können über Generationen hinweg vererbt werden. Somit stellt dieses Bakterium ein stilles Reservoir für diese Antibiotika-Resistenzen dar.

Der Nachweis dieses E. coli-Stamms ST410 ist ein Hinweis darauf, dass es bereits mcr-1-kodierende Bakterien gibt, die bei Mensch und Tier zirkulieren und somit viel einfacher als bisher beschrieben übertragen werden können.

In dem aktuellen Projekt haben die DZIF-Wissenschaftler mit Projektpartnern aus dem Forschungsverbund RESET zusammengearbeitet, der sich der Erforschung von Resistenzen gegen Antibiotika in Enterobakterien verschrieben hat. „Das Forscherteam vereint Expertisen aus wissenschaftlichen Instituten und dem öffentlichen Gesundheitsdienst.

Durch diese interdisziplinäre Zusammenarbeit verfolgen wir den One-Health-Ansatz, der die systemischen Zusammenhänge von Mensch, Tier, Umwelt und Gesundheit mit einbezieht, um Antibiotika-Resistenzen zu bekämpfen“, so Prof. Dr. Trinad Chakraborty, Direktor Instituts für Medizinische Mikrobiologie an der JLU in Gießen und Koordinator am DZIF-Standort Gießen-Marburg-Langen.

Publikationen
1) Falgenhauer L et al.: Chromosomal location of both mcr-1 and blaCTX-M-15 in fluoroquinolone-resistant Escherichia coli ST410. Emerging Infect Dis., 22 (9), 2016. [Ahead of print]
doi: 10.3201/eid2209.160692
2) Falgenhauer L et al.: Circulation of clonal populations of fluoroquinolone-resistant CTX-M-15-producing Escherichia coli ST410 in humans and animals in Germany. Int J Antimicrob Agents, 47 (6): 457–465, 2016.
doi: 10.1016/j.ijantimicag.2016.03.019

Kontakt
Prof. Dr. Trinad Chakraborty
DZIF-Schwerpunkt „Krankenhauskeime und Antibiotika-resistente Bakterien“
Institut für Medizinische Mikrobiologie
Justus-Liebig-Universität Gießen
T: +49 641 99-41251/81
E: Trinad.chakraborty@mikrobio.med.uni-giessen.de

Weitere Informationen:

http://wwwnc.cdc.gov/eid/article/22/9/16-0692_article

Karola Neubert | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Adenoviren binden gezielt an Strukturen auf Tumorzellen
23.04.2018 | Eberhard Karls Universität Tübingen

nachricht Software mit Grips
20.04.2018 | Max-Planck-Institut für Hirnforschung, Frankfurt am Main

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Moleküle brillant beleuchtet

Physiker des Labors für Attosekundenphysik, der Ludwig-Maximilians-Universität und des Max-Planck-Instituts für Quantenoptik haben eine leistungsstarke Lichtquelle entwickelt, die ultrakurze Pulse über einen Großteil des mittleren Infrarot-Wellenlängenbereichs generiert. Die Wissenschaftler versprechen sich von dieser Technologie eine Vielzahl von Anwendungen, unter anderem im Bereich der Krebsfrüherkennung.

Moleküle sind die Grundelemente des Lebens. Auch wir Menschen bestehen aus ihnen. Sie steuern unseren Biorhythmus, zeigen aber auch an, wenn dieser erkrankt...

Im Focus: Molecules Brilliantly Illuminated

Physicists at the Laboratory for Attosecond Physics, which is jointly run by Ludwig-Maximilians-Universität and the Max Planck Institute of Quantum Optics, have developed a high-power laser system that generates ultrashort pulses of light covering a large share of the mid-infrared spectrum. The researchers envisage a wide range of applications for the technology – in the early diagnosis of cancer, for instance.

Molecules are the building blocks of life. Like all other organisms, we are made of them. They control our biorhythm, and they can also reflect our state of...

Im Focus: Metalle verbinden ohne Schweißen

Kieler Prototyp für neue Verbindungstechnik wird auf Hannover Messe präsentiert

Schweißen ist noch immer die Standardtechnik, um Metalle miteinander zu verbinden. Doch das aufwändige Verfahren unter hohen Temperaturen ist nicht überall...

Im Focus: Software mit Grips

Ein computergestütztes Netzwerk zeigt, wie die Ionenkanäle in der Membran von Nervenzellen so verschiedenartige Fähigkeiten wie Kurzzeitgedächtnis und Hirnwellen steuern können

Nervenzellen, die auch dann aktiv sind, wenn der auslösende Reiz verstummt ist, sind die Grundlage für ein Kurzzeitgedächtnis. Durch rhythmisch aktive...

Im Focus: Der komplette Zellatlas und Stammbaum eines unsterblichen Plattwurms

Von einer einzigen Stammzelle zur Vielzahl hochdifferenzierter Körperzellen: Den vollständigen Stammbaum eines ausgewachsenen Organismus haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Berlin und München in „Science“ publiziert. Entscheidend war der kombinierte Einsatz von RNA- und computerbasierten Technologien.

Wie werden aus einheitlichen Stammzellen komplexe Körperzellen mit sehr unterschiedlichen Funktionen? Die Differenzierung von Stammzellen in verschiedenste...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Fraunhofer eröffnet Community zur Entwicklung von Anwendungen und Technologien für die Industrie 4.0

23.04.2018 | Veranstaltungen

Mars Sample Return – Wann kommen die ersten Gesteinsproben vom Roten Planeten?

23.04.2018 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zur Digitalisierung

19.04.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Moleküle brillant beleuchtet

23.04.2018 | Physik Astronomie

Sauber und effizient - Fraunhofer ISE präsentiert Wasserstofftechnologien auf Hannover Messe

23.04.2018 | HANNOVER MESSE

Fraunhofer IMWS entwickelt biobasierte Faser-Kunststoff-Verbunde für Leichtbau-Anwendungen

23.04.2018 | Materialwissenschaften

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics