Neu entdeckt: Diese Gefahr lauert in der Großstadtluft

In der Großstadtluft tummelt sich Bakterien-DNA, die Resistenzen gegen Antibiotika enthält
In der Großstadtluft tummelt sich Bakterien-DNA, die Resistenzen gegen Antibiotika enthält Foto: AleksandarNakic/iStock

Antibiotikaresistenzen breiten sich rasant aus – das liegt unter anderem daran, dass 
Bakterien Resistenzen untereinander weitergeben können. Was Forscher bisher nicht wussten: Diese Übertragung funktioniert sogar über die Luft.

Die Bakterien haben sich im Kampf gegen Antibiotika zusammengetan: Ist ein Stamm bereits resistent, kann er andere Stämme mit seiner Resistenz „anstecken“ – und damit zum immer weiter voranschreitenden Wirkverlust von Antibiotika beitragen.

Pekinger Forscher haben nun sogar in der Luft Antibiotikaresistenzen nachgewiesen – und zwar im Feinstaub von 19 Großstädten auf der ganzen Welt.

Wie geben Bakterien Resistenzen untereinander weiter?

Die Übertragung der Resistenzen geschieht über sogenannte Plasmide, das sind ringförmige DNA-Moleküle, die wie kleine Datenpakete außerhalb der Chromosomen im Bakterienplasma vorkommen. Sie können unter anderem Resistenzgene gegen Antibiotika in sich tragen.

Die Bakterien nutzen zur Weitergabe der Erbinformationen einen sogenannten Pilus, ein aus Protein bestehendes „Anhängsel“ an der Zelle. Damit können sie an andere Zellen „andocken“. Anschließend wird der Pilus abgebaut und es kommt zur direkten Berührung der beiden Zellen. Jetzt entsteht eine sogenannte Konjugationsbrücke, über die Erbinformationen des Plasmids von einer Zelle in die andere übertragen werden. Auch Antibiotikaresistenzen können über diese Brücke auf andere Bakterien „überwandern“.

Bakterien können ihre Gene auch noch weitergeben, nachdem sie abgestorben sind. Dann geben sie Plasmide an die Umwelt ab und andere Bakterien können sich diese „schnappen“ und sich die entsprechende DNA einverleiben. So wurden bereits in Böden von Parks und Küsten, aber auch in Krankenhäusern Resistenzgene gegen Antibiotika nachgewiesen.

Antibiotikaresistenzen auch in der Luft

Die Pekinger Forscher gingen in ihrer aktuellen Studie einer schon länger gehegten Vermutung nach: dass sich die Antibiotikaresistenzen auch über die Luft ausbreiten. In Luftproben aus 19 Großstädten von San Francisco über Paris und Zürich bis Melbourne suchte das Team nach 30 verschiedenen Genen, die Resistenzen gegen insgesamt sieben Klassen von Antibiotika auslösen.

Sie wurden in allen Städten fündig – besonders im Sommer tummelten sich die Antibiotikaresistenzen in der Großstadtluft. In San Francisco fanden die Forscher die meisten Resistenzen, in Peking und im australischen Brisbane die höchste Vielfalt an Resistenzgenen. Unter den Städten mit der geringsten Belastung waren das indonesische Bandung, Zürich und Hongkong. Insgesamt am häufigsten wurden Resistenzen gegen sogenannte Beta-Lactam-Antibiotika (z.B. Penicillin) nachgewiesen.

Resistenzen in der Luft nehmen zu

Das Team verglich in zwei Jahren (2016 und 2017) gesammelte Feinstaubproben – im Fall des chinesischen Xi’an lagen sogar Daten aus zehn Jahren vor. Dieses Beispiel zeigte, dass sich die Konzentration der Resistenzgene in den vergangenen Jahren deutlich erhöht hat.

Die Forscher halten diesen neu entdeckten Transportweg für Antibiotikaresistenzen für besorgniserregend: „Aufgrund des Lufttransports können abgelegene Regionen sogar ohne Antibiotikanutzung den ‚second-hand-Resistenzgenen‘ ausgesetzt werden, die ursprünglich in anderen Regionen entstanden sind, aber weitertransportiert wurden“, schreiben sie.

Sie plädieren dafür, dem Problem der Luftübertragung von Antibiotikaresistenzen mehr Aufmerksamkeit zu schenken und die Forschung in diesem Bereich auszuweiten.

Quelle: Jing Li et al. (2018): Global Survey of Antibiotic Resistance Genes in Air, in: Environmental Science & Technology.