Selektion av resistenta Escherichia coli vid låga antibiotikakoncentrationer i en gräsandsmodell

Abstract: Enligt en erkänd hypotes, mutant selection window hypothesis, uppstår och upprätthålls antibiotikaresistens hos bakterier endast då antibiotikakoncentrationerna ligger över minimum inhibitory concentration (MIC)-värdet för en känslig, omuterad population. Det här skulle innebära att de låga antibiotikakoncentrationer man finner i miljön inte borde bidra till att upprätthålla resistens. Redan subinhibitoriska antibiotikakoncentrationer har dock visat sig ha effekt på bakterier genom att t.ex. öka mutationsfrekvensen hos bakterier, selektera för resistenta mutanter och ge upphov till nya sådana. Syftet med den här studien var att undersöka om en selektion vid låga antibiotikakoncentrationer sker också in vivo. Som modelldjur användes gräsänder inhysta i försöksrum. Änderna inokulerades med en blandning av en ciprofloxacinkänslig respektive –resistent stam av Escherichia coli och utsattes sedan under ungefär två veckor för låga koncentrationer ciprofloxacin i sin vattenmiljö. Upprepade träckprov togs och proverna spreds på selektiva plattor varvid andelen ciprofloxacinresistenta kolonier av de ursprungligen inokulerade och i träcken utsöndrade bakterierna kunde bestämmas. Studien omfattade sju försöksomgångar med olika ciprofloxacinkoncentration i varje försöksomgång; 0, 10, 20, 32, 100 ng/ml samt 1 och 10 μg/ml. I studien började det ske en selektion av ciprofloxacinresistenta bakterier vid ciprofloxacinkoncentrationen någonstans mellan 10 och 20 ng/ml. De koncentrationerna ligger över de man uppmätt i västerländska vattendrag, men under koncentrationer som uppmätts i Indien. Ciprofloxacin binder till sediment och jord och ackumuleras i växter. I vilt tillstånd utsätts alltså vattenfåglar som betar och söker föda i bottensediment, för högre koncentrationer än vad vattenkoncentrationerna indikerar. I studien användes stammar vars resistensmutationer uppkommit i labbmiljö och som innebar en kostnad för bakterierna. I en naturlig situation är det troligt att kostnaden skulle kompenseras för, vilket talar för att en selektion av resistenta bakterier skulle ske vid lägre koncentrationer än vad som iakttogs i det här försöket. Antibiotika i miljön kan tänkas selektera för resistenta bakterier.