Jianhua Guo ist Professor am Australian Centre for Water and Environmental Biotechnology. Seine Forschung konzentriert sich auf die Entfernung von Schadstoffen aus Abwasser und die Umweltdimensionen der Antibiotikaresistenz. Eine dieser Dimensionen ist der übermäßige Einsatz von Antibiotika, der die Resistenz gegen diese Medikamente fördert.
Guo fragte sich, ob das auch für andere Arten von Arzneimitteln gelten könnte. Sein Labor stellte fest, dass dies definitiv der Fall ist. Spezifische Antidepressiva – SSRIs und SNRIs – fördern die Resistenz gegen verschiedene Klassen von Antibiotika. Diese Resistenz ist über 33 Bakteriengenerationen vererbbar, selbst wenn das Antidepressivum abgesetzt wird.
So viel Arbeit
Antidepressiva gehören zu den am häufigsten verschriebenen und eingenommenen Medikamenten überhaupt. Sie machen ungefähr 5 Prozent des pharmazeutischen Marktanteils aus – ungefähr so viel wie Antibiotika – und vier der 10 am häufigsten verschriebenen psychiatrischen Medikamente in den USA.
Um die potenziellen Auswirkungen von Antidepressiva auf die Antibiotikaresistenz zu bewerten, wuchs Guos Labor E coli in Gegenwart physiologisch relevanter Konzentrationen von fünf häufig verschriebenen Antidepressiva über 60 Tage und maßen, wie gut die Bakterien auf mit verschiedenen Antibiotika infundierten Agarplatten wuchsen. Sie untersuchten Antibiotika mit unterschiedlichen Wirkungsmechanismen: einige wirkten durch Hemmung der DNA-Synthese in den Bakterien, andere wirkten durch Hemmung der Proteinsynthese und wieder andere durch Hemmung der Zellwandsynthese. Sie fanden heraus, dass die von ihnen getesteten Antidepressiva eine Resistenz gegen mehrere Antibiotika auslösten – innerhalb eines Tages.
Diese Gruppe führte eine Menge Experimente durch, um herauszufinden, wie dies geschah, beginnend mit der Sequenzierung der DNA, mRNA und Proteine der antibiotikaresistenten Bakterien. Sie sahen, dass die Antidepressiva die Bakterien dazu veranlassten, reaktive Sauerstoffspezies zu produzieren, die Zellbestandteile schädigen können. Dies schien für die Entwicklung der Antibiotikaresistenz wesentlich zu sein, da die Resistenz nicht entstand, wenn Zellen ohne Sauerstoff gezüchtet wurden. Die Medikamente veranlassten die Bakterien auch, mehr Efflux-Pump-Proteine zu exprimieren, die Antibiotika aus der Zelle leiten. Genetische Mutationen in den bakteriellen Chromosomen, die eine Multiresistenz förderten, waren ebenfalls häufiger.
Die Wissenschaftler betrachteten dann Zeitraffer-Mikroskopiebilder von DNA, die sich zwischen Bakterienzellen bewegt, ein Prozess, der die schnelle Ausbreitung von Resistenzgenen ermöglichen kann. Erraten Sie, was? Das SSRI beschleunigte es und verstärkte sein Auftreten, wodurch resistente Bakterien die Resistenz horizontal auf ihre Artgenossen ausbreiten konnten (zusätzlich zu vertikal auf ihre Nachkommen).
Beharrlichkeit kann zu Widerstand führen
Die Antidepressiva erhöhten auch den Prozentsatz an Bakterienzellen, die in Gegenwart hoher Antibiotikakonzentrationen bestehen bleiben. Diese „Beharrer“ sind nicht genau antibiotikaresistent – sie haben keine der genetischen Mutationen, die Antibiotikaresistenz verleihen. Sie sind immer noch normale Bakterien; Sie haben nur zufällig eine höhere Toleranz gegenüber Antibiotika als ihre Altersgenossen. Die Forscher erstellten ein mathematisches Modell der bakteriellen Evolution, das darauf hindeutet, dass Antidepressiva die Geschwindigkeit erhöhen, mit der sich sowohl normale Bakterien als auch Persistenz zu vollwertigen, multiresistenten Stämmen entwickeln.
Antibiotikaresistenzen sind eine enorme Bedrohung für die menschliche Gesundheit. Da Antidepressiva in solch massiven Mengen verschrieben und verwendet werden, sollte die Tatsache, dass sie eine Antibiotikaresistenz hervorrufen können, nicht als eine der trivialeren ihrer Nebenwirkungen angesehen werden. Es könnte sogar bei der Entwicklung neuer, wirksamerer Antidepressiva berücksichtigt werden.
PNAS2023. DOI: 10.1073/pnas.2208344120