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 Forscher beschreiben neuartigen Antikörper als möglichen Wirkstoff gegen Alzheimer
22.08.2017 | Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg

nachricht Virus mit Eierschale
22.08.2017 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

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: Wissenschaftler entdecken seltene Ordnung von Elektronen in einem supraleitenden Kristall

In einem Artikel der aktuellen Ausgabe des Forschungsmagazins „Nature“ berichten Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe in Dresden von der Entdeckung eines seltenen Materiezustandes, bei dem sich die Elektronen in einem Kristall gemeinsam in einer Richtung bewegen. Diese Entdeckung berührt eine der offenen Fragestellungen im Bereich der Festkörperphysik: Was passiert, wenn sich Elektronen gemeinsam im Kollektiv verhalten, in sogenannten „stark korrelierten Elektronensystemen“, und wie „einigen sich“ die Elektronen auf ein gemeinsames Verhalten?

In den meisten Metallen beeinflussen sich Elektronen gegenseitig nur wenig und leiten Wärme und elektrischen Strom weitgehend unabhängig voneinander durch das...

Im Focus: Wie ein Bakterium von Methanol leben kann

Bei einem Bakterium, das Methanol als Nährstoff nutzen kann, identifizierten ETH-Forscher alle dafür benötigten Gene. Die Erkenntnis hilft, diesen Rohstoff für die Biotechnologie besser nutzbar zu machen.

Viele Chemiker erforschen derzeit, wie man aus den kleinen Kohlenstoffverbindungen Methan und Methanol grössere Moleküle herstellt. Denn Methan kommt auf der...

Im Focus: Topologische Quantenzustände einfach aufspüren

Durch gezieltes Aufheizen von Quantenmaterie können exotische Materiezustände aufgespürt werden. Zu diesem überraschenden Ergebnis kommen Theoretische Physiker um Nathan Goldman (Brüssel) und Peter Zoller (Innsbruck) in einer aktuellen Arbeit im Fachmagazin Science Advances. Sie liefern damit ein universell einsetzbares Werkzeug für die Suche nach topologischen Quantenzuständen.

In der Physik existieren gewisse Größen nur als ganzzahlige Vielfache elementarer und unteilbarer Bestandteile. Wie das antike Konzept des Atoms bezeugt, ist...

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

International führende Informatiker in Paderborn

21.08.2017 | Veranstaltungen

Wissenschaftliche Grundlagen für eine erfolgreiche Klimapolitik

21.08.2017 | Veranstaltungen

DGI-Forum in Wittenberg: Fake News und Stimmungsmache im Netz

21.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Wissenschaftler entdecken seltene Ordnung von Elektronen in einem supraleitenden Kristall

22.08.2017 | Physik Astronomie

Forscher beschreiben neuartigen Antikörper als möglichen Wirkstoff gegen Alzheimer

22.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Virus mit Eierschale

22.08.2017 | Biowissenschaften Chemie