Hva skjer egentlig med tarmfloraen over tid, hvis vi stadig utsetter den for antibiotika?

Dette vet vi svært lite om. Det er også temmelig vanskelig å finne noen sikre svar, fordi tarmfloraen vår er så ufattelig variert og komplisert.

Men det går an å ta små skritt mot mer kunnskap. For eksempel ved å studere hva som skjer i enklere arter enn oss selv. Det er det Jane Ludvigsen og kollegaene hennes ved NMBU og Arizona State University har gjort.

I birøkten i landene der forskerne jobber – Norge og USA – har det nemlig oppstått et slags naturlig eksperiment:

I USA har birøkterne de siste 30 til 40 åra benyttet antibiotika for å behandle koloniene mot sykdom. I Norge er slike stoffer ikke brukt.

Hva har det gjort med tarmfloraen til insektene i de to landene?

Viktig tarmflora

Ja, for bier har faktisk tarmflora.

På samme måte som oss mennesker, har biene harmløse bakterier boende i innvollene.

En undersøkelse publisert i Science Advances viste at bakteriesammensetningen hos bier generelt ser ut til å være ganske lik, selv i insekter som lever på helt forskjellige steder.

Og som hos menneskene, spiller innbyggerne i tarmen en viktig rolle for helsa til insektene. Det betyr at biene kan bli syke dersom de mister mangfoldet der inne.

Tidligere i år kom en undersøkelse som viste at en antibiotikakur endret både antall bakterier og sammensetningen av arter i tarmen, og at de behandlede biene lettere døde.

Men hva skjer på lang sikt? Etter år med antibiotika?

Nå har altså Ludvigsen og kollegaene sammenlignet mangfoldet i tarmen hos norske og amerikanske bier for å finne ut mer.

Overraskende like

– Vi undersøkte bakterier som normalt finnes i tarmen til bier. Vi så på ulike stammer av en av de vanligste bakteriene, sier Ludvigsen til forskning.no.

Det viste seg – kanskje litt overraskende – at de samme stammene dukket opp hos bier fra begge land. Antibiotikabruken i USA hadde altså ikke ført til at noen av stammene var forsvunnet. Dette betyr også at tarmfloraen har opprettholdt de nyttige funksjonene sine.

Da forskerne lette etter gener for antibiotikaresistens hos bakteriene, fant de trolig forklaringa på at mangfoldet var bevart, også i de amerikanske biene. 

Deler gener

– Vi ser at resistensgener har spredt seg i den amerikanske populasjonen, sier Ludvigsen.

Når et bakteriesamfunn blir utsatt for antibiotika, vil noen av bakteriene være mer motstandsdyktige. Dette kan føre til at disse resistente stammene tar over, mens de mer sårbare variantene forsvinner. Men bakterier har også et annet triks på lager. De utveksler gener.

Slik kan et nyttig gen – som et gen for antibiotikaresistens – overføres fra en art eller stamme til en annen. Bakterier kan til og med plukke opp løse gener som flyter rundt i miljøet.

Forskerne mener slik overføring av gener har vært med på å spre resistensgenene til alle bakteriestammene.

– Vi tror slik spredning av resistensgener mellom stammer og arter hjelper med å opprettholde funksjonen i tarmen, sier Ludvigsen.

Hun tror i tillegg at biene selv kan ha hjulpet til i prosessen, ved å påvirke hvilke bakterier som overlever.

Positivt og negativt

På en måte er det positivt at mange av de harmløse bakteriene i tarmen utvikler motstandskraft mot antibiotika. Slik unngår biene å miste de viktige samarbeidspartnerne sine. Men samtidig er også antibiotikaresistens et stort problem.

Dermed kan det også være urovekkende at resistensgenene hadde spredt seg mer enn ventet blant stammene i bietarmen.

Et annet spørsmål er hva dette betyr for andre arter – som oss mennesket. Det er vist at gener for antibiotikaresistens også blir overført mellom stammer og arter av bakterier i mennesket. Men reagerer våre bakterier som bienes, etter langvarig eksponering?

– Det er umulig å si noe om dette, ut ifra dette forsøket, sier Ludvigsen.

Hun mener likevel forskning på bier kan være nyttige skritt på veien. Det er en del fordeler med å bruke insektene som modell.

• Les også: Som bier, så mennesker?

De som forsker på bier, kan for eksempel undersøke bakteriene i selve tarmen, ikke bare i avføringen.

Og selv om de små insektene kan virke veldig forskjellig fra mennesker, har de flere likhetstrekk med oss: De lever sammen i sosiale samfunn, de deler hus og de utveksler bakterier med hverandre.

Dermed kan forskning på bier gi oss mer kunnskap om samspillet mellom vert, tarmbakterier og miljøpåvirkning – som antibiotika.

Referanse:

J. Ludvigsen, D. Porcellato, T. M. L’Abée-Lund, G. V. Amdam , K. Rudi, Geographically Widespread Honeybee-Gut Symbiont Subgroups Show Locally Distinct Antibiotic-Resistant Patterns, Molecular Biology, oktober 2017.

Undersøkelsen var en del av Ludvigsens doktorgradsarbeid. Veiledere på prosjektet var Gro V. Amdam, Trine M. L’Abeé-Lund og Knut Rudi, alle ved NMBU.