Ungefär hälften av den antibiotikados som människor eller djur behandlas med utsöndras genom urinen i aktiv form och kan sedan spridas via avloppet ut i vatten och mark där den kan förbli aktiv i miljön under lång tid och bidra till anrikningen av resistenta bakterier.

Även andra typer av ämnen bidrar till anrikningen av resistenta bakterier, t ex tungmetaller (kvicksilver, bly, kadmium, arsenik, silver och koppar) och biocider som används som desinfektionsmedel för att förhindra tillväxt av oönskade organismer (bakterier, virus, svamp, insekter, växter). Koppar- och arsenikföreningar används också ibland för att främja tillväxt i djurproduktionen. Tungmetaller förekommer också i olika naturliga källor. Sammantaget betyder det att potentiellt sjukdomsframkallande bakterier ständigt utsätts för antibiotika, biocider och tungmetaller vid både höga och mycket låga koncentrationer.

Varför är då biocider och tungmetaller relevanta för problemen med antibiotikaresistens? Kopplingen finns genom plasmider, små DNA-cirklar som kan överföras mellan bakterier, och som utöver kliniskt relevanta antibiotikaresistensgener ibland också bär resistensgener mot biocider och tungmetaller. I de flesta yttre miljöer (vatten, jord) förekommer en komplex blandning av antibiotika, biocider och tungmetaller. I den aktuella studien visade man att de kan förstärka varandras resistensfrämjande effekt.

Plasmiden i studien isolerades ursprungligen från ett utbrott av så kallade ESBL-producerande bakterier (extended spectrum beta lactamases) på Akademiska sjukhuset i Uppsala. Plasmiden innehåller omkring 40 olika gener som ger höggradig resistens mot bl a aminoglykosider, trimetoprim, makrolider, tetracykliner och betalaktamer (penicilliner och cefalosporiner) förutom tungmetallerna silver, koppar och arsenik.

För att undersöka hur plasmidbärande bakterier anrikas mättes deras reproduktionshastighet. Två stammar av Escherichia coli – en stam som bar plasmiden och en som saknade plasmid – tilläts föröka sig i närvaron av olika antibiotika och tungmetaller. Tillväxten av de två stammarna kunde på så sätt mycket noggrant jämföras över tid. När bakterierna utsattes för halter av arsenik, koppar, tetracyklin, trimetoprim, erytromycin och kanamycin, långt under den nivå som krävs för avdödning, förökade sig plasmidstammen snabbare och dominerade till slut bakteriekulturen.

Dessa resultat är i linje med tidigare forskning [Gullberg E, et al. PLoS Pathog. 2011;7(7):e1002158] och tyder på att multiresistenta bakterier kan gynnas i miljöer där de selektiva substanserna finns i mycket låga nivåer. Att även tungmetaller/biocider kan agera som selektiva substanser försvårar resistensproblematiken då de används brett och släpps ut i miljön från industri såväl som hushåll. Som ett resultat gagnas multiresistenta bakterier och sprids vidare till djur och människor. Minskade utsläpp av både antibiotika och tungmetaller/biocider är därför ytterst viktigt i bekämpningen av antibiotikaresistens.