Geny oporności na antybiotyki podóżować w chmurach

Przystosowanie się bakterii do oporności na antybiotyki jest naturalnym zjawiskiem ewolucyjnym. Jednakże masowe użycie tych leków w leczeniu infekcji u ludzi, zwierząt i roślin znacznie je nasilił. Każdego roku ogromna część z ton stosowanych antybiotyków trafia do środowiska: gleby, rzek, oceanów itd. Oporne bakterie mogą się tam rozwijać i przekazywać geny oporności innym bakteriom, ale także rozprzestrzeniać się wraz z wiatrem, unosząc się na duże wysokości. Jeśli atmosfera nie jest odpowiednim środowiskiem do ich przetrwania, fragmenty i materiał genetyczny mogą przedostać się do chmur, przenosić się z jednego kontynentu na drugi i wraz z opadami wrócić na ląd.

Chmury wessane do probówek

Na stacji meteorologicznej Puy-de Dôme w francuskim Masywie Centralnym, położonej na wysokości 1465 m n.p.m., francuscy i kanadyjscy badacze w ciągu dwóch lat zebrali 12 „próbek chmur” za pomocą specjalnego odkurzacza nakierowanego na chmury typu nimbus i cumulus. W każdej próbce mierzyli liczbę bakterii i 33 genów oporności odpowiadających najpowszechniej stosowanym obecnie antybiotykom. Spośród owych bakterii 29 wykryto co najmniej raz, a 6 zaobserwowano w co najmniej 75% próbek. Chmury zawierały średnio 8 000 bakterii – głównie pochodzenia roślinnego – z których od 5 do 50% mogło być żywych i potencjalnie aktywnych; obecnych było również ponad 20 000 kopii genów oporności na antybiotyki na mililitr wody^1,2.

Naukowcy odkryli, że rozmieszczenie tych genów różniło się w zależności od pochodzenia geograficznego mas powietrza, z których pobrano próbki. Na przykład geny oporności na chinolony – antybiotyki, których stosowanie jest od kilku lat ograniczone ze względu na wywoływaną przez nie oporność na antybiotyki – były liczniejsze w wysokich chmurach oceanicznych. Z kolei geny oporności na sulfonamidy i tetracykliny były częściej obecne w chmurach powstałych na powierzchniach kontynentalnych, być może z powodu ich powszechnego stosowania w hodowli.

Nad naszymi głowami kłębią się rezerwuary genów oporności na antybiotyki 

Naukowcy przenieśli wyniki swoich pomiarów na całkowitą objętość chmur wokół Ziemi, zakładając, że wszystkie będą miały takie samo stężenie genów oporności na antybiotyki. Wyniki wskazują, że każdego roku około 70 kwadrylionów (1024) tych genów przetoczy się przez chmury, z czego około 3% może spaść na powierzchnię ziemi. 

Badanie to rzuca nowe światło na atmosferę jako jedno z mediów rozprzestrzeniania się czynników oporności na antybiotyki po całym świecie: dalsze badania umożliwiające zlokalizowanie źródeł emisji bakterii mogłyby pozwolić na ograniczenie ich rozsiewania się.