Mapping the resistance landscape: A large-scale study of polymyxin-resistant pathogens circulating in low-and middle-income countries

Stel je het menselijk lichaam voor als een bruisende stad, en de bacteriën die erin leven als piepkleine, soms behulpzame, soms lastige inwoners. Meestal hebben we krachtige instrumenten genaamd antibiotica om de boelmakers in toom te houden. Maar bacteriën zijn als meesterlijke ontsnappingskunstenaars; ze leren voortdurend nieuwe manieren om deze instrumenten te ontwijken, een fenomeen dat wetenschappers "antimicrobiële resistentie" noemen. Het is alsof de bacteriën hun sloten upgraden terwijl wij blijven proberen ze te openen met dezelfde oude sleutels. Wanneer bacteriën resistent worden tegen bijna elk medicijn dat we hebben, veranderen ze in "superbugs". In deze wanhopige situaties moeten artsen vaak grijpen naar de "nucleaire optie": een speciale klasse medicijnen genaamd polymyxines (waaronder colistine en polymyxine B). Dit zijn de laatste redmiddel-sleutels, bewaard voor wanneer alles anders faalt. Echter, net als de andere sleutels, beginnen ook deze laatste redmiddel-sleutels te worden gekraakt. De grote vraag is: hoe leren deze superbugs de laatste verdedigingslinie te weerstaan, en hoe snel verspreiden ze zich, vooral op plaatsen waar ziekenhuizen misschien niet over de meest luxe apparatuur beschikken om hen te volgen?

Dit artikel is een grootschalig, wereldwijd detectiveverhaal dat probeert die vragen te beantwoorden. De onderzoekers verzamelden een enorme collectie van 634 "superbug"-monsters uit 28 verschillende lage- en middeninkomenslanden (LMIC's)—plaatsen waar de strijd tegen deze resistente bacteriën vaak het zwaarst is. Ze bekeken de bacteriën niet alleen met een microscoop; ze gebruikten een hoogtechnologische methode genaamd "whole genome sequencing", wat lijkt op het lezen van de volledige instructiehandleiding van de bacteriën om precies te zien hoe ze zijn gebouwd en welke trucjes ze hebben geleerd. Ze richtten zich op vier van de gevaarlijkste soorten bacteriën: Klebsiella pneumoniae, Escherichia coli, Acinetobacter baumannii en Pseudomonas aeruginosa.

Het team ontdekte dat deze superbugs op twee manieren verspreiden. Ten eerste is het als een familievereniging die misgaat: specifieke, gevaarlijke "klonen" van bacteriën breiden zich uit en reizen via verschillende landen, waarbij ze hun resistentie met zich meedragen. Ten tweede wisselen de bacteriën "resistentiemechanismen" (genen) met elkaar, zoals het ruilen van ruilkaarten, waardoor ze snel kunnen leren hoe ze medicijnen kunnen weerstaan, zelfs als ze niet met die eigenschap geboren zijn. De studie toonde aan dat deze resistente bacteriën vaak ook resistent zijn tegen bijna alle andere antibiotica, waardoor ze ongelooflijk moeilijk te behandelen zijn. Interessant genoeg, terwijl iedereen bezorgd was over een specifiek "resistentiemechanisme"-gen genaamd mcr dat bacteriën resistent maakt tegen colistine, vonden de onderzoekers dat dit gen in hun monsters eigenlijk vrij zeldzaam was. In plaats daarvan lijken de bacteriën andere, complexere trucs te gebruiken—zoals het veranderen van de manier waarop hun interne systemen werken—om de medicijnen te weerstaan.

De onderzoekers testten ook hoe goed deze bacteriën in het laboratorium konden overleven tegen 44 verschillende antibiotica. Ze ontdekten dat de "laatste redmiddel"-medicijnen hun kracht verliezen, waarbij veel van de bacteriën hoge niveaus van resistentie vertoonden. De studie benadrukt dat in veel van deze landen de verspreiding van deze superbugs wordt gedreven door een combinatie van deze reizende klonen en het uitwisselen van genen, wat een complex en gevaarlijk landschap creëert. Het artikel concludeert dat om te voorkomen dat deze bacteriën winnen, we betere manieren nodig hebben om hen te volgen met behulp van DNA-technologie, want zonder precies te weten wie de vijand is en hoe zij bewegen, is het bijna onmogelijk om de verspreiding te stoppen.