Microbiome Invasion and Transmission ofplasmid-mediated Antimicrobial Resistance (MITAR)

Bacteriën kunnen resistentie tegen antibiotica overdragen door middel van plasmiden, kleine circulaire DNA-moleculen. Deze plasmide-overgedragen resistentie komt voor bij mensen, dieren en in het milieu. Er komen steeds nieuwe varianten op en het is niet goed bekend welke eigenschappen zorgen voor de verspreiding van plasmide-overgedragen resistentie in een microbiologisch ecosysteem zoals dat in de darm.

Doel

Dit project draagt bij aan een beter begrip van deze vormen van antibioticumresistentie. Het doel was de belangrijkste kenmerken van het bacteriële darmecosysteem voor het succesvol binnendringen, vestigen, en uitscheiden van bacteriën met plasmide-overgedragen resistentie te vatten. En daarnaast deze aspecten van binnendringende bacteriën te kunnen voorspellen aan de hand van de samenstelling van bacteriën in de darm. 

Aanpak

Dit project onderzocht door middel van experimenten en wiskundige modellen de verspreiding van resistentiegenen binnen en tussen bacteriepopulaties. Ze onderzochten welke eigenschappen van de resistentie én van de darmflora van belang zijn voor de verspreiding. 

Samenwerkingspartners

In samenwerking met het BEWARE-project is een dier experiment uitgevoerd, waarin naar de verspreiding tussen kippen is gekeken.

Tijdens dit project zijn een workshop en een eindseminar gehouden. Vanuit de internationale workshop is een samenwerking ontstaan met ETH-Zurich. Hieruit kwam een publicatie over een nieuwe (verbeterde) methode om de overdrachtssnelheid van plasmiden te bepalen.

Resultaten

Uit de verschillende experimenten en modellen kwamen de volgende resultaten:

• Het overdragen van plasmiden gaat makkelijker tussen nauwverwante bacteriesoorten.
• Verschillende fermentatiecondities zorgen voor een verschil in groeisnelheid van bacteriën. Dit heeft invloed op het overleven van plasmiden.
• De darmwand kan een reservoir van plasmiden zijn.
• Zowel ecologische als epidemiologische interacties bepalen de kans op de vestiging van plasmide-overgedragen resistentie in het darmecosysteem.
• Verschillende antibioticumresistentiegenen variëren in overdrachtssnelheid tussen dieren. Een verstoring van de darmflora door antibiotica verhoogt deze snelheid, waardoor het verschil verdwijnt.

Vervolg

De wisselwerking tussen wiskundige modelstudies en experimenteel onderzoek vergroot het inzicht in mechanismen rond plasmide-overgedragen resistentie. Verder onderzoek naar de relatie tussen plasmide-overgedragen resistentie en het bacteriële darmecosysteem kan nog beter inzicht geven in de processen die hierin een rol spelen.