Antibioticaresistentie is een groeiend probleem, ook voor de landbouw. Onderzoekers laten nu zien dat regenwormen kunnen helpen.
Antibiotica werken steeds minder goed als bacteriën resistent worden. De Wereldgezondheidsorganisatie noemt antibioticaresistentie daarom ‘een van de grootste bedreigingen voor de moderne geneeskunde’. In de veehouderij worden antibiotica gebruikt om dieren mee te behandelen. Dat leidt tot een belangrijk nadeel: de restanten hiervan komen in de poep van dieren terecht, waardoor bacteriën met resistente genen kunnen ontstaan.
Boeren composteren in sommige gevallen die dierenpoep, zodat deze later als mest gebruikt kan worden. Dat proces kan helpen om resistente genen teniet te doen, maar is daarbij niet altijd even voorspelbaar en effectief. Als die mest vervolgens over het land wordt uitgereden kunnen daardoor resistente genen uiteindelijk op gewassen belanden en uiteindelijk in de darmen van mensen terechtkomen.
Vermicompostering
Volgens een nieuw onderzoek gloort er nu hoop aan de horizon in de vorm van vermicompostering. Bij dit proces worden regenwormen gebruikt tijdens het proces van composteren. Het eindproduct heet vermicast: een kruimelige meststof die veel boeren kennen als wormencompost. Uit het onderzoek blijkt dat regenwormen (en de microben die ze met zich meedragen) heel effectief zijn in het tackelen van resistente genen.
In het onderzoek, gepubliceerd in Biocontaminant, beschrijft het team dat vermicompostering resistentiegenen op meerdere manieren kan aanpakken. Hierbij laten ze zien dat de totale hoeveelheid resistentiegenen in mest in veel gevallen met zo’n 70 tot 95 procent kan dalen. Ook ‘mobiele’ genetische elementen, de manier waarmee bacteriën resistentiegenen aan elkaar kunnen doorgeven, nemen af met ongeveer 68 procent. Dat is belangrijk: doordat bacteriën resistente genen minder goed kunnen overdragen blijft het probleem beperkter.
Actief bijdragen
Teamlid Fengxia Yang, werkzaam voor het Chinese Agro-Environmental Protection Institute, zegt: “Regenwormen zijn geen dieren die enkel afval ‘opruimen’. Ze dragen actief bij aan het opbouwen van een veiligere leefomgeving.”
Leestip: Evolutiebiologen slaan steil achterover door de ontdekking van deze kleine worm
Hoe ze dat doen? Ten eerste zorgen de gangen die ze graven voor meer lucht in het materiaal. Dat maakt de mest minder geschikt voor bacteriën die goed gedijen zonder zuurstof en vaak ook resistentiegenen verzamelen. Meer zuurstof kan daarnaast ook helpen om resten van antibiotica sneller af te breken, waardoor niet-resistente bacteriën het minder zwaar hebben.
Genadeloze wormendarm
Het belangrijkste werk gebeurt echter in de worm zelf. In de darm worden deeltjes fijngemalen en komen ze in contact met enzymen en een speciaal darmmicrobioom dat flink inhakt op resistente bacteriën. Daarbij raken de bacteriën flink beschadigd en wordt zelfs hun DNA aangetast.
Het resultaat: de ‘microbenmix’ in de compost begint te veranderen. De balans verschuift van snelgroeiende en resistente soorten naar stabielere groepen die beter passen bij gezonde afbraakprocessen, zoals groepen die betrokken zijn bij stikstofbinding en vertering van organisch materiaal.
Ook buiten de darm laten wormen resistente bacteriën niet met rust. Hun slijm en lichaamsvloeistof bevatten stoffen die de groei van bacteriën kunnen remmen en hun DNA kunnen afbreken. Zo is uit eerder onderzoek gebleken dat die ‘wormenvloeistoffen’ de resistente E. coli-bacterie sterk terugdringen. Daarnaast kunnen ze meer dan 90 procent van het DNA met resistentiegenen afbreken door een soort van ‘DNA-schaar’ te gebruiken.
Combineren van oplossingen
Uit het onderzoek blijkt dat de wormen beter gaan presteren als er eerst ander stoffen worden toegevoegd aan de dierenpoep, zoals zeoliet of kleimineralen. Hierdoor binden de antibioticarestanten zich aan zware metalen, waardoor de wormen minder stress ervaren. Tijdens een eerste proef leidde die combinatie al vrijwel meteen tot een snellere daling van het aantal aanwezige resistentiegenen.
Het team is er echter ook duidelijk over: er is eerst meer onderzoek nodig voordat zulke combinaties met vermicompostering op grote schaal toegepast kunnen worden. Zo kan niet elke wormensoort even goed tegen de resten van antibiotica of tegen wisselende omstandigheden.
Ook factoren zoals de vochtigheid, de temperatuur en het aantal wormen moeten goed worden afgestemd. Afsluitend willen de onderzoekers ook beter begrijpen wat er op de lange termijn gebeurt met de resistentiegenen die de wormendarm wel overleven en vervolgens als vermicompost op het land wordt gebruikt.
Yang zegt: “Antibioticaresistentie is een complex probleem. Er is niet één techniek die alles tegelijkertijd op kan lossen. We kunnen echter wel proberen om oplossingen met elkaar combineren. Door vermicompostering te kruisen met modernere technologieën kunnen we hopelijk een nieuwe manier vinden om veiligere mest te maken.”
We schreven vaker over dit onderwerp, lees bijvoorbeeld ook Deze worm herstelt zichzelf en kan ons misschien leren om hetzelfde te doen en Hoe deze diepzeeworm overleeft op een giftige oceaanbodem . Of lees dit artikel: De wereld voeden met plastic etende meelwormen? Vergeet het maar! .
