In der neuen Studie versuchten die Forscher, AMR auf klinisch relevanten Ebenen zu quantifizieren und zu erforschen, wie die Eigenschaften von Mikroplastik die Entwicklung von AMR beeinflussen. Die Forscher verwendeten verschiedene Kunststoffarten (Polystyrol, wie beispielsweise Verpackungschips für den Versand; Polyethylen, das in Plastikbeuteln mit Reißverschluss zu finden ist; und Polypropylen, das in Kisten, Flaschen und Gläsern verwendet wird) und Größen (von einem halben Millimeter bis 10 Mikrometer – eine ähnliche Größe wie ein typisches Bakterium) und inkubierten sie 10 Tage lang mit Escherichia coli . Alle 2 Tage überprüften die Forscher die minimale Hemmkonzentration (MHK) oder wie viel Antibiotikum nötig ist, um eine Infektion abzutöten, für 4 weit verbreitete Antibiotika, um festzustellen, ob die Bakterien Resistenzen entwickelten oder nicht.
Die Forscher fanden heraus, dass Mikroplastik, unabhängig von der getesteten Größe und Konzentration, innerhalb von 5-10 Tagen nach der Exposition eine Multiresistenz gegen 4 getestete Antibiotika (Ampicillin, Ciprofloxacin, Doxycyclin und Streptomycin) in E. coli förderte.
Die Forscher zeigten, dass Mikroplastik allein eine erhöhte Entwicklung von AMR fördern kann. „Das bedeutet, dass Mikroplastik das Risiko der Unwirksamkeit von Antibiotika bei einer Vielzahl schwerwiegender Infektionen erheblich erhöht“, sagte Gross. Frühere Forschungen konzentrierten sich vor allem auf antibiotikabedingte Resistenzen, ohne die Rolle von Umweltschadstoffen wie Mikroplastik zu berücksichtigen. Studien mit Mikroplastik untersuchten hauptsächlich Resistenzfaktoren wie Antibiotikaresistenzgene (ARGs) und Biofilme, nicht jedoch die Rate oder das Ausmaß der AMR anhand ihrer minimalen Hemmkonzentration gegenüber verschiedenen Antibiotika.
Die Forscher stellten fest, dass die durch Mikroplastik und Antibiotika induzierte Resistenz oft signifikant, messbar und stabil war, selbst nachdem Antibiotika und Mikroplastik aus den Bakterien entfernt wurden. Letztendlich bedeutet dies, dass die Exposition gegenüber Mikroplastik genotypische oder phänotypische Merkmale selektieren kann, die die antimikrobielle Resistenz unabhängig vom Antibiotikadruck aufrechterhalten. „Unsere Ergebnisse zeigen, dass Mikroplastik die Entwicklung antimikrobieller Resistenzen in E. coli
aktiv vorantreibt , sogar in Abwesenheit von Antibiotika, wobei die Resistenz auch nach der Exposition gegenüber Antibiotika und Mikroplastik bestehen bleibt“, sagte Gross. „Dies stellt die Vorstellung in Frage, dass Mikroplastik lediglich passive Überträger resistenter Bakterien ist, und unterstreicht ihre Rolle als aktive Hotspots für die Entwicklung antimikrobieller Resistenzen.“ Angesichts der Tatsache, dass Polystyrol-Mikroplastik die höchsten Resistenzgrade ermöglichte und die Bildung von Biofilmen – die bekanntermaßen das Überleben von Bakterien und die Arzneimittelresistenz fördert – ein wichtiger Mechanismus war, unterstreichen die Ergebnisse die dringende Notwendigkeit, die Mikroplastikverschmutzung bei den Bemühungen zur Eindämmung antimikrobieller Resistenzen anzugehen.
https://journals.asm.org/doi/10.1128/aem.02282-24
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