Antimikrobielle Resistenz von Escherichia coli bei ungarischen Wildratten und Charakterisierung eines CTX-M-1-Typs ESBL-Plasmids

Warum Stadtratten für unsere Medikamente wichtig sind

Antibiotikaresistenz wird oft als Problem von Krankenhäusern und landwirtschaftlichen Betrieben dargestellt, doch die Geschichte endet nicht dort. Braunratten, die in unseren Städten und in der Nähe von Nutztieren leben, teilen stillschweigend unsere Räume und streifen durch Abwassersysteme, Parks und Ställe. Diese Studie aus Ungarn stellt eine einfache, aber wichtige Frage: Helfen diese alltäglichen Nagetiere bei der Verbreitung von Bakterien, die auf wichtige Arzneien nicht mehr ansprechen, und wenn ja, wie eng verwandt sind diese Mikroben mit den Stämmen, die Ärzte und Tierärzte beunruhigen?

Den unsichtbaren Mitreisenden im Rattendarm folgen

Forscher fingen Braun- und Wanderratten an öffentlichen, industriellen und landwirtschaftlichen Orten in ganz Ungarn und untersuchten die Bakterien im Dickdarm der Tiere. Statt nur einen einzelnen Bakterienstamm pro Tier zu testen, entnahmen sie mehrere Escherichia-coli-Kolonien von jeder Ratte, um die verborgene Vielfalt innerhalb eines einzelnen Darms zu erfassen. Anschließend setzten sie diese Bakterien einer Reihe häufig verwendeter Antibiotika aus, um zu sehen, welche überlebten, wobei der Schwerpunkt auf Arzneien lag, bei denen Resistenz oft auf kleinen, mobilen DNA-Elementen sitzt, die zwischen Mikroben springen können.

Welche medikamentenresistenten Bakterien die Ratten trugen

Etwa ein Viertel der 90 untersuchten Ratten trug E. coli, das mindestens einem Antibiotikum standhalten konnte, und fast eine von elf beherbergte Stämme, die gegenüber mehreren Wirkstofffamilien gleichzeitig resistent waren. Alle derartigen resistenten Bakterien stammten von Braunratten; in der kleineren Stichprobe der Wanderratten wurden keine gefunden. Das häufigste Muster war kombinierte Resistenz gegen Ampicillin, ein penicillinähnliches Mittel, und Tetrazyklin, ein seit langem gebräuchliches Antibiotikum in der Human- und Veterinärmedizin. Genetische Tests zeigten, dass diese Resistenzen meist mit bekannten Genen verknüpft waren, die auf Plasmiden lagen — ringförmige DNA-Moleküle, die Bakterien gegenseitig wie winzige USB-Sticks weitergeben und so die Verbreitung von Resistenz unter günstigen Bedingungen beschleunigen können.

Eine seltene, aber besorgniserregende hochgradige Resistenz

Bei einer städtischen Braunratte fand das Team etwas Beunruhigenderes: einen E. coli-Stamm, der in der Lage war, potente Cephalosporine der dritten Generation abzubauen — Arzneien, die häufig für schwere Infektionen reserviert sind. Diese Fähigkeit beruhte auf einem Gen namens CTX-M-1, einem Mitglied einer weit verbreiteten Familie von Enzymen, die viele moderne Antibiotika inaktivieren. Durch die Kombination von Kurz- und Langlese-DNA-Sequenzierung rekonstruierten die Wissenschaftler das gesamte Plasmid — etwa 92.000 DNA-Basen lang — das dieses Gen trug. Beim Vergleich seiner Sequenz mit Plasmiden aus menschlichen krankheitsauslösenden E. coli- und Salmonella-Stämmen stellten sie fest, dass es nahezu identisch war und sich nur in wenigen kleinen Details unterschied. Das deutet darauf hin, dass praktisch dasselbe Resistenz-Element zwischen Tieren, Menschen und der Umwelt zirkuliert.

Wie Rattenbakterien zu globalen humanen Stämmen stehen

Um einzuordnen, wo dieses aus einer Ratte stammende E. coli im größeren Stammbaum steht, verglichen die Forschenden dessen Genom mit Hunderten CTX-M-produzierender E. coli-Stämme aus menschlichen Patienten in 50 Ländern. Der Rattenstamm repräsentierte eine bisher nicht beschriebene Linie, befand sich jedoch mitten in mehreren bedeutenden, menschlich assoziierten Zweigen, die dafür bekannt sind, weltweit schwer zu behandelnde Infektionen zu verursachen. Obwohl dieser spezielle Stamm nicht die zusätzlichen Virulenzgene trug, die mit schweren Erkrankungen verknüpft sind, zeigt seine enge Verwandtschaft mit humanen Epidemielinien, dass die Grenzen zwischen Wildtieren, Nutztieren und Menschen in Bezug auf bakterielle Evolution durchlässig sind.

Was das für Gesundheit und Umwelt bedeutet

Diese Arbeit zeichnet ein differenziertes Bild. Einerseits trugen die meisten ungarischen Ratten nicht die alarmierendsten Formen der Resistenz, und ihr generelles Risiko erscheint vergleichbar mit Berichten aus anderen Ländern. Andererseits unterstreicht der Fund eines Ratten-E.-coli-Stamms mit einem humanähnlichen CTX-M-1-Plasmid und neuem genetischem Hintergrund, wie Stadttiere als Reservoirs und Sprungbretter für Resistenzgene fungieren können. Für Nicht-Fachleute lautet die Kernaussage, dass Antibiotikaresistenz ein gemeinsames "One Health"-Thema ist: Was in Krankenhäusern, auf Höfen und in Kanalisationen passiert, ist miteinander verknüpft. Die Beobachtung von Ratten und anderen Stadttieren durch fortlaufende Surveillance wird Wissenschaftlern helfen, neu auftretende resistente Stämme früh zu erkennen und besser zu verstehen, wie man die Ausbreitung dieser problematischen Gene zwischen Arten und Ökosystemen verlangsamen kann.

Zitation: Szmolka, A., Locsmándi, G., Makó, A. et al. Antimicrobial resistance of Escherichia coli in Hungarian wild rats and characterization of a CTX-M-1 type ESBL plasmid. Sci Rep 16, 8583 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-38191-6

Schlüsselwörter: Antibiotikaresistenz, Escherichia coli, Stadtratten, Plasmide, One Health