Ärhäkät sairaalabakteerit ovat tulleet ihmisten riesaksi alun perin lehmiltä. Kuva: Sami Kilpiö
Ärhäkät sairaalabakteerit ovat tulleet ihmisten riesaksi alun perin lehmiltä. Kuva: Sami Kilpiö

Bakteerit osaavat ketterästi piraattikopioida muiden perimästä sopivia osia oman dna:nsa jatkeeksi.

Antibiootille vastustuskykyinen stafylokokki eli mrsa on yksi ikävimpiä vihulaisia, mitä ihminen voi elimistöönsä saada. Jos tämä sairaalabakteeri pääsee verenkiertoon, se voi aiheuttaa yleisinfektion, joka hoitamattomana vie hengen vain muutamassa tunnissa.

Mrsa lähti leviämään Englannin sairaaloissa 1980-luvulla, ja nykyisin infektioita on satojatuhansia vuodessa. Monissa maissa mrsa:lle altistuvat myös sika-, kana- ja lehmätaloutta harjoittavat ihmiset, ja heiltä bakteeri on levinnyt muuhunkin väestöön.

Myös ärhäkät sairaalakannat ovat tulleet ihmisten riesaksi alun perin lehmiltä.

Mutta kun historiaa katsoo riittävän pitkälle taaksepäin, itse asiassa ihminen ensin tartutti tämän ärhäkäksi yltyneen stafylokokki-kannan lehmiin. Luultavasti noin kymmentuhatta vuotta sitten, kun aloimme harjoittaa karjataloutta.

”Tänä aikana bakteeri on monta kertaa hyppinyt ihmiseltä lehmään ja takaisin. Se on nopea liikkeissään”, kertoo Oslon yliopiston lääketieteen professori ja Helsingin yliopiston tilastotieteen professori Jukka Corander.

”Nykyisin tehomaatalous ruokkii bakteereiden leviämistä, koska lehmiä on määrällisesti niin paljon ja ne elävät monesti varsin ahtaasti.”

Bakteerin kyky isäntäeläimen vaihtoon johtuu siitä, että sen genomi on hyvin joustava. Se voi tuosta vain piraattikopioida pätkiä muiden bakteerien genomista omansa jatkeeksi.

Ihmisen ja lehmän elimistössä bakteerin ruoka – sokerit ja hiilihydraatit – ovat hieman erilaista. Tämä ei ole stafylokokille ongelma, koska päästessään uuteen ympäristöön bakteeri on kaapannut muilta bakteereilta juuri tällaisten sokereiden ja hiilihydraattien popsimiseen sopivia geenipätkiä.

”Lopulta mrsa voi pärjätä niin hyvin, että se syrjäyttää kilpailijansa, mutta se on saanut niiden geeneistä oleellisen osan itselleen”, Corander sanoo.

Sairaaloissa ja karjatiloilla käytetään paljon antibiootteja. Niinpä niillä stafylokokki on voinut joko itse kehittää vastustuskyvyn antibiooteille tai se on voinut napata siihen liityvät geenit näissä oloissa pärjääviltä kanssabakteereiltaan.

Tällä tavoin verraten siedettävä stafylokokki on voinut kehittyä superbakteeri mrsa:ksi.

Lehmätilojen ohella mrsa:ta esiintyy erittäin runsaasti myös sikatiloilla ja jonkin verran broilerintuotannossa.

Corander kollegoineen sekvensoi 800 stafylokokin koko perimän. Bakteerit olivat peräisin ihmiseltä ja 44 muulta eläinlajilta. Tämän jälkeen tutkijat tilastollisten mallien avulla jäljittivät, miten bakteerit ovat evoluution saatossa hyppineet eläinlajilta toiselle.

”Hyppääminen uuteen lajiin on bakteerille hyödyllistä myös siksi, että näin se pääsee uudelle alueelle, jossa sitä vastaan ei ole vielä kehitetty kunnollista immuunipuolustusta.”

Tutkijat ajattelivat, että muuttolinnut olisivat matkoillaan tehokkaasti levittäneet stafylokokkia muihin lajeihin. Näin ei ollut.

Stafylokokki on hyppinyt lähinnä ihmisen ja monien kotieläinten, kuten sikojen, vuohten ja kanojen, välillä. Pahin stafylokokkikanta, mrsa:ksi kehittynyt ST22, kuitenkin on peräisin lehmiltä.

Mitä nyt pitäisi tehdä?

”Stafylokokin osalta vahinko on tapahtunut. Se on levinnyt laajalti, ja nyt sitä yritetään torjua se mitä voidaan”, Corander sanoo.

”Tärkeää olisi tunnistaa vastaavat superbakteerit aiemmassa vaiheessa, ennen kuin ne leviävät maailmanlaajuiseksi pandemiaksi.”

Coranderilla on virka myös Sangerin genomikeskuksessa Cambridgessä. Siellä hän kollegoineen pilotoi hanketta, jossa Afrikassa, Aasiassa ja Etelä-Amerikassa voitaisiin tehokkaasti ja nopeasti analysoida uusia infektioitapauksia.

Tutkimus julkaistiin Nature Ecology & Evolution -tiedelehdessä.