Auf den Trail of Drug trotzende Superbugs

Einige der Bakterien, die Infektionen beim Menschen verursachen sind gegen die Antibiotika resistent geworden, die wir verwenden, um sie zu bekämpfen. Antibiotika-Resistenz kann einmal überschaubar Infektionen "Superbug" Krankheiten, die schwer drehen – und manchmal sogar unmöglich – zu behandeln. Nach Angaben der Centers for Disease Control and Prevention in den Vereinigten Staaten allein entwickeln mindestens 2 Millionen Menschen jedes Jahr schwere Infektionen mit resistenten Bakterien und etwa 23.000 sterben.

Gefördert durch die National Institutes of Health Wissenschaftler studieren viele Aspekte der Antibiotika-Resistenz, darunter, wie es verbreitet. Hier sind nur ein paar Beispiele was sie untersuchen möchten und wie es Bemühungen, das Auftreten von Resistenzen einzudämmen helfen könnte.

Erkennung von neuen Quellen von Antibiotika-Resistenzen

Die gängigste Methode, die Bakterien gegen Antibiotika unverwundbar geworden ist durch die Übertragung von Genen aus anderen Bakterien. Oft sind diese Gene gefunden, auf kleine, kreisrunde Stücke von DNA genannt Plasmide, die leicht unter Bakterienarten übergeben werden.

David Cummings von Point Loma Nazarene University in San Diego sucht Plasmide Sedimentproben aus mehreren städtischen Feuchtgebiete Resistenzgene eingedenk. Diese Lebensräume bieten ideale Bedingungen für Bakterien aus unterschiedlichen Quellen, wie menschliche Abwasser, tierische Abfälle und natürlich vorkommenden Pflanzen- und Bodenproben Mikroorganismen zu tauschen Gene und Antibiotika-Resistenz, zu verbreiten, stellt er fest.

Bisher hat Cummings festgestellt, dass die Feuchtgebiete in San Diego erhalten während Winterregen, Abfluss mit Antibiotika-resistenten Bakterien und Plasmide, die in den Feuchtgebieten auf niedrigem Niveau in den trockenen Sommermonaten bestehen können. Diese Plasmide enthalten Gene, die Resistenz gegenüber gebräuchlichen Antibiotika, einschließlich Beta-Lactam-Medikamente wie Penicillin und Cephalosporine und Fluorchinolone wie Ciprofloxacin (Cipro) verleihen.

Durch ein besseres Verständnis der Art der Droge Widerstand Plasmide in städtischen Feuchtgebiete, will Cummings helfen zukünftige Anstrengungen zur Verhinderung ihres Potenzials, verbreitete sich unter den Bakterien, die Menschen eine Krankheit verursachen. Es bleibt abzuwarten, ob Medikament trotzende bakteriellen Gene, die in den Feuchtgebieten sammeln voraussichtlich in anderen Arten von schädlichen Bakterien und dann zu uns zu bewegen.

Darm, Kopf ab Widerstand prüfen

Bakterien im menschlichen Körper leben können Resistenzgene, zu handeln. Gautam Dantas der Washington University School of Medicine in St. Louis wird untersucht, wie sich Widerstand entwickelt und verbreitet sich unter den Bakterien, die den menschlichen Darm während der ersten 2 Jahre des Lebens zu kolonisieren.

Babys aus dem Mutterleib entstehen, sobald sie Mikroben von ihren Müttern, deren Betreuern und Umwelt aufnehmen. Der menschliche Darm-Trakt, birgt insbesondere Hunderte von mikrobielle Spezies, von die viele harmlos oder sogar nützlich für ihre Wirte sind.

"Die ersten 2 oder 3 Jahren des Lebens tritt die eigentliche Handlung in Bezug auf die Einrichtung des Netzes von Mikroben im menschlichen Darm", sagt Dantas. Aber die Einnahme von Antibiotika, kann die Entstehung von resistenten Bakterienstämme fördern, indem begünstigt die Verbreitung von "Fehlern", die die Drogen umgehen kann. Und Kinder von Geburt bis 5 Jahre erhalten mehr Antibiotika pro Kopf als jede andere Altersgruppe, fügt er hinzu.

Dantas untersucht die Entwicklung der kompletten Sammlung von Resistenz-Gene im Darm – genannt die Resistom — in gesund-Sets von Zwillingen und bei Säuglingen mit sehr niedrigen Geburtsgewicht. Durch die Katalogisierung der Fülle und Vielfalt dieser Gene in Stuhlproben entnommen Säuglinge in regelmäßigen Abständen und betrachten, wie sie im Laufe der Zeit ändern, hofft er, gewinnen Erkenntnisse darüber, wie der Darm Resistom durch antibiotische Behandlung, Genetik und andere Faktoren beeinflusst wird.

"Dies ist ein Weg, um die Resistenz-Gene bevor sie erkennen [Transfer in die krankheitserregenden Bakterien und] zu einem Problem werden," sagt Dantas. Seine Arbeit könnte auch eine fundierte Strategie für den Einsatz von Antibiotika bei Kindern das Risiko zu minimieren, das schlechte Bakterien überleben und vermehren werden.

Modellierung der Ausbreitung und die Steuerung des Widerstands

Staphylococcus Aureus (Staphylokokken) Bakterien koexistieren häufig friedlich mit Menschen, hanging out auf Körperoberflächen wie Nase oder Haut ohne nachteilige Wirkungen. Etwa ein Drittel der Bevölkerung im Allgemeinen harmlos mit dieser Form von Staph Bakterien besiedelt ist, und die meisten Menschen keine aktive Infektion entwickeln.

In den letzten zehn Jahren, aber bestimmte virulent, Antibiotika-resistente Stämme von Staph, bekannt als Methicillin-resistenten Staphylococcus Aureus oder MRSA, wuchert in der allgemeinen Bevölkerung ausgebreitet haben. Diese sogenannte Community-associated MRSA (CA-MRSA) Infektionen sind die häufigste Ursache von Infektionen der Haut gesehen in Notaufnahmen der Krankenhäuser geworden und können wiederum tödlich, wenn sie in die Blutbahn oder inneren Organen ausbreiten sagt Diane Lauderdale von der University of Chicago.

Um zu verstehen wie Kontakt und Verhaltensmuster unter Einzelpersonen beeinflussen die Ausbreitung von CA-MRSA, entwickelt Lauderdale und Charles Macal des Argonne National Laboratory ein Computermodell repräsentieren die reale Interaktionen der Chicago Metropolitanbereich Bevölkerung in Haushalten, Schulen, Arbeitsplätze, Fitnessstudios, Krankenhäuser, Gefängnisse und andere Einstellungen. Die Wissenschaftler verfeinert das Modell um die tatsächliche Verbreitung von CA-MRSA rückwirkend zu simulieren, die in der Stadt von 2001 bis 2011 aufgetreten.

Das Modell ergab, dass mehr als 90 Prozent der CA-MRSA-Infektionen ein kolonisierten, beschwerdefrei einzelne Kontakt fällig. Es zeigte auch, dass Haushalte bei weitem die häufigste Ort der Infektion waren, gefolgt von Schulen. Diese Erkenntnisse Lauderdale sagt, weisen den Weg zu Strategien, die am ehesten zur Eindämmung der Ausbreitung von Medikamenten-resistenten Staph in der Gemeinschaft, wie z. B. Desinfektionsmittel Behandlungen gezielt betroffene Haushalte, die die Forscher dann testen können mit ihren virtuellen Version der Windy City.

This in Life Science-Artikel wurde bereitgestellt, um LiveScience in Zusammenarbeit mit der Nationales Institut der allgemeinen medizinischen Wissenschaften und ein Teil der National Institutes of Health .

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