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StartseiteForschung aktuellGülle im Boden fördert Resistenzen14.08.2014

AntibiotikaGülle im Boden fördert Resistenzen

Bakterien, die gegen Antibiotika resistent sind, stellen Ärzte vor große Probleme. Überall, wo sie mit größeren Mengen der Medikamente in Berührung kommen, bilden sich Brutstätten für resistente Keime. Jetzt haben Wissenschaftler gezeigt, dass auch Ackerböden dazugehören. Die Zutaten dafür kommen aus dem Dünger.

Von Joachim Budde

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Weiterführende Information

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Medizin in Entwicklungsländern - Themenwoche: Afrikas vergessene Krankheiten (Deutschlandfunk, Wissenschaft im Brennpunkt, 03.08.2014)
Indien - Schmutzige Medikamente (Deutschlandradio Kultur, Weltzeit, 24.07.2014)

Zunächst müsse man mit einem weitverbreiteten Irrtum aufräumen, sagt Professor Kornelia Smalla: Wenn Menschen und Tiere mit Antibiotika behandelt werden, werden diese Wirkstoffe nicht etwa komplett im Körper umgewandelt, wie man annehmen könnte. Das meiste scheiden Mensch und Tier unverändert wieder aus, sagt die Mikrobiologin vom Julius-Kühn-Institut in Braunschweig.

"Wie hoch der Anteil ist der Antibiotika, die als aktive Substanz ausgeschieden werden, hängt ein bisschen von der chemischen Struktur der Antibiotika ab, aber er kann bis über 95 % betragen, und auch die Lagerung zum Beispiel von Gülle trägt nicht dazu bei, dass die Antibiotika abgebaut werden."

Kornelia Smalla beschäftigt sich seit Jahren mit den Bakteriengemeinschaften im Boden und den Auswirkungen, die Antibiotika aus der Gülle darauf haben. Gülle ist ein wertvoller Dünger in der Landwirtschaft. Neben Nährstoffen enthält sie natürlich auch Bakterien, die die Tiere ausgeschieden haben. Antibiotika verschaffen denjenigen Bakterien einen Vorteil, die gegen die Wirkstoffe resistent sind. Ihr Anteil wächst. Die genetischen Voraussetzungen für die Resistenz tragen Bakterien auf Plasmiden. Und diese Ringe aus DNA sind mobil.

"Die können ausgetauscht werden zwischen Bakterien, und die können natürlich auch in potenziell für den Menschen pathogene Bakterien gelangen. Und die würden dadurch eine Antibiotikaresistenz erhalten."

Gülle enthält Nährstoffe

Ein horizontaler Gen-Austausch von Bakterium zu Bakterium funktioniert nur, wenn die Mikroorganismen gute Bedingungen vorfinden. Lange Zeit dachte man, dass sie im Ackerboden zu schlecht seien, weil er zu wenig Nährstoffe bietet. Gülle enthält aber solche Nährstoffe. Und nicht nur die Antibiotika aus der Tierzucht gelangen auf die Felder, auch die aus der Behandlung von Menschen, und zwar auf ähnlichem Wege: über Schlämme aus den Kläranlagen.

"Wenn wir das Ganze mischen, wie wir es ja bei der Begüllung zum Beispiel tun, dann fordern wir auch horizontalen Gentransfer. Und das gleiche ist in der Kläran-lage, im Klärschlamm haben wir sehr hohe Dichten an Zellen, wir haben Nährstoffe, wir haben Selektionsdruck, das ist wieder ein Szenario wo Antibiotikaresistenz und antibiotikaresistente Bakterien einen Vorteil haben. Und deshalb sind das eben die Orte, die wir sozusagen als Hotspot für horizontalen Gentransfer bezeichnen."

Kornelia Smalla und ihre Kollegen haben im Labor gezeigt, dass dieser Gen-Austausch im Boden funktioniert. Für ihren Versuch haben sie nicht-resistente Escherichia-coli-Bakterien markiert. Diese Bakterien kommen im Darm des Menschen vor, viele Arten sind nützlich, manche können aber Krankheiten auslösen. Dann haben sie sie mit resistenten Bakterien aus gegülltem Boden zusammengebracht.

"Wir mixen die, lassen die auf einem Nährmedium über Nacht und können dann durch selektive Kultivierung diese Escherichia-coli-Stämme rauspicken, die so ein Plasmid von Bodenbakterien aufgenommen haben. Und das funktioniert, und das funktioniert besser, wenn der Boden vorher Gülle bekommen hat, die auch gespickt war mit Antibiotika. Das zeigt also: Wir beeinflussen die Transferabilität solcher Plasmide."

Solche Bodenbakterien können durchaus in den menschlichen Körper gelangen. Denn Pflanzen nehmen sie auf, sagt die Wissenschaftlerin.

"Bakterien sind ein aktiver Bestandteil unserer Pflanzen, die wir essen. Und die wa-schen wir auch nicht ab. weil sie befinden sich zum großen Teil in den Pflanzen. Und sie sind da wichtig."

Ein Mensch mit einer Darmerkrankung, der mit Antibiotika behandelt wird und solches Gemüse isst, könnte seinen Krankheitserregern die Resistenzgene mit der Nahrung liefern. Die Antibiotika verlören bei ihm ihre Wirkung.

Aufräumen mit einem weiteren Irrtum

Noch mit einem weiteren Irrtum möchte Kornelia Smalla aufräumen: Viele Leute sagten, in der Landwirtschaft würden andere Antibiotika eingesetzt als in der Humanmedizin.

"Das ist in der Theorie OK, in der Praxis ist es eine sehr fatale Einschätzung, weil auf dem gleichen mobilen genetischen Element sich Resistenzgene gegen sehr verschiedene Antibiotika befinden können."

Solche Plasmide haben Smalla und ihre Kollegen schon aus dem Boden gefischt, aber auch andere, die Bakterien gegen Schwermetalle und Desinfektionsmittel unempfindlich machen können. Ein Antibiotikum kann Bakterien also gegen viele Substanzen gleichzeitig resistent machen.

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