Ny rensemetode tar knekken på antibiotikaresistente bakterier

Denne artikkelen er produsert og finansiert av De regionale forskningsfondene - les mer.

Fra avløpsvann til renset vann. Annette Fure, direktør for utviklingsavdelingen ved Sykehuset i Telemark og Trond Ingebretsen, daglig leder i Sustaintech AS viser prøver fra ulike trinn i den nye rensemetoden. (Foto: Karina Hagen, Sykehuset i Telemark HF)

Kloakken fra et norsk sykehus inneholdt flere hundre ulike gener som kan forbindes med antibiotikaresistens i bakterier. En ny rensemetode tok effektivt knekken på både bakterier og arvestoffet deres.

Sykehuset Telemark i Skien har testet en ny metode for rensing av kloakk fra sykehuset. Analyser gjort ved Norsk institutt for vannforskning (NIVA) viser at metoden både dreper det meste av bakteriene og bryter ned gener som ellers kan bidra til å spre antibiotikaresistens.

– I urenset kloakk fra sykehuset fant vi 299 ulike gener. Mange av dem forbindes med antibiotikaresistens hos bakterier. Etter rensing var over 90 prosent av disse genene ødelagt, sier NIVA-forsker Carsten Schwermer.

Antibiotikaresistens er en global helsetrussel 

Når bakterier utvikler antibiotikaresistens, virker ikke lenger de legemidlene vi vanligvis bruker for å drepe eller stoppe veksten av bakterier.

Carsten Schwermer er forsker ved NIVA. (Foto: NIVA)

Da kan selv et lite sår bli en livstruende infeksjon.

Verdens helseorganisasjon regner derfor økende antibiotikaresistens som en av de største utfordringene innen moderne medisin.

På verdensbasis dør allerede mer enn én million mennesker årlig som følge av antibiotikaresistens. Det anslås at tallet vil stige til ti millioner årlig innen 2050 dersom det ikke settes inn effektive mottiltak.

Bryter ned både legemiddelrester og arvestoff 

Selskapet Sustaintech i Porsgrunn står bak en ny metode for å ta knekken på resistente bakterier og arvestoffet deres så nær kilden som mulig. 

Det er denne metoden Sykehuset Telemark tok i bruk for testing i 2022.

– Kort fortalt lager vi ozongass. Den tilføres kloakken på en svært effektiv måte. Ozonet trigger en prosess som bryter ned molekylkjeder. Prosessen dreper ikke bare bakterier. Det er forholdsvis enkelt. Den ødelegger også bakterienes arvestoff.

Det sier daglig leder og medeier Trond Ingebretsen i Sustaintech.

Selskapet utviklet opprinnelig metoden for å fjerne rester av legemidler fra kloakk. Målet var å hindre at miljøgifter havnet i naturen.

– Analyser ved NIVA viste at legemiddelrester ble fjernet effektivt med rensemetoden vår. Schwermer oppfordret oss derfor til å se om den også kunne bidra til å hindre spredning av antibiotikaresistens, sier Ingebretsen.

Lurt å rense nærmest mulig kilden 

Med støtte fra Regionalt forskingsfond (RFF) Vestfold og Telemark utviklet Sustaintech et mobilt renseanlegg. Det ble koblet direkte på kloakken fra Sykehuset Telemark.

Trond Ingebretsen er daglig leder i Sustaintech as. (Foto: Sustaintech as)

– Sykehus er en viktig kilde til spredning av antibiotikaresistens. Ved å rense så nær kilden kan vi hindre bakterier og resistensgener i å nå kommunal kloakk og kommunale renseanlegg, sier Schwermer.

Ifølge Ingebretsen er det også en annen grunn til at det er smart å rense kloakken så nær kilden som mulig:

– Når kloakken fra et sykehus havner i den kommunale kloakken, blandes den med kloakk fra andre kilder. Det kan være regnvann og flomvann. Da tynnes stoffene ut. Det kreves mye mer energi for å rense effektivt.

Avløpssystemet er «hotspots» for utveksling av antibiotikaresistens 

At det var så mange ulike typer resistensgener i kloakkprøver fra ett enkelt sykehus, betyr slett ikke at det er et utbrudd på gang på sykehuset.

Schwermer tolker det heller som et tegn på at det over tid kan ha dannet seg et slimbelegg med bakterier i avløpssystemet og avløpsrørene på sykehuset. Dette belegget kan igjen frigjøre resistensgener til avløpsvannet.

– Når mange ulike bakterietyper har felles tilhold over tid på denne måten, kan det potensielt bidra til at antibiotikaresistens spres også over artsgrensene. Bakterier og virus – og dessuten sopp – har nemlig evnen til å ta opp gener fra hverandre og fra såkalt fritt DNA som finnes i omgivelsene, forklarer forskeren.

Dermed kan bakteriene også skaffe seg genetiske egenskaper de ikke hadde i utgangspunktet. Det er litt som om du skulle dulte borti en fremmed på gata og overta vedkommendes øyenfarge og medfødte spenst.

Når urenset kloakk fra sykehusene havner i den kommunale kloakken og etter hvert når kommunale renseanlegg, kan antibiotikaresistensen spres i enda videre kretser. Det kan for eksempel spres til elver, fjorder og sjø.

– Det er velkjent at renseanlegg for avløp er «hotspots» for spredning av antibiotikaresistens. Her kan i verste fall bakterier som i utgangspunktet er ufarlige, plukke opp resistensgener og selv bli resistente mot antibiotika.

– Da kan de også gi disse genene videre til andre bakterier andre steder i systemet. Dessuten blir genene med avløpsvannet ut fra renseanleggene og spres i miljøet, sier Schwermer.

Han understreker likevel at dette er sammenhenger som er lite studert per i dag.

Kommunale renseanlegg tar ikke knekken på arvestoffet 

Forskeren forteller at det kommer et nytt EU-direktiv. I det vil renseanlegg bli pålagt å fjerne legemiddelrester. Foreløpig vil ikke det gjelde antibiotikaresistente mikroorganismer eller resistensgenene deres.

– Det blir pålegg om å måle resistensgener i det nye direktivet, men ikke om å fjerne dem. Men vi håper jo at det kommer rensekrav også for antibiotikaresistens om noen år, sier Schwermer.

I dag tas det ut slam fra kommunale renseanlegg. Det blir brukt som gjødsel i landbruket. Slammet går gjennom en renseprosess. Der blir bakteriene som regel drept, men denne prosessen tar ifølge Ingebretsen i liten grad knekken på bakterienes arvestoff.

– Det synes jeg gir grunn til bekymring. Det betyr nemlig at gener som koder for antibiotikaresistens, spres i miljøet, sier han.

Schwermer legger til:

– Hvis disse genene overføres til i utgangspunktet ufarlige miljøbakterier, kan det starte en ond sirkel. Særlig ille kan det bli hvis pasienter bringer disse bakteriene med seg tilbake til sykehusene. 

Han forteller videre at der kan de enkelte bakteriene gi sin resistens mot spesifikke antibiotika videre til sykehusbakterier. 

– Da kan vi i verste fall få det som kalles multiresistente bakterier, som få eller ingen legemidler biter på.

Enkelt og energieffektivt 

Ifølge Ingebretsen kan Sustaintechs metode rense store mengder avløpsvann på kort tid, med høy effektivitet og lave energikostnader.

– Analysene viser at avløpsvannet desinfiseres og at mengden miljøgifter, antibiotikaresistente bakterier og tilhørende gener reduseres betydelig. Vi kan oppnå 100 prosent rensing, men det vil kreve forholdsvis mye energi. Det er dermed en kost/nytte-avveining hvilket nivå man skal legge seg på, sier han.

Han forteller at renseanleggene kan kobles direkte på eksisterende avløpsrør i det han karakteriserer som en enkel prosess:

– Det kan gjøres enten i pumpehus eller rett på kloakkrørledningen i kjelleren på sykehus som har teknisk rom.

Anette Fure er utviklingsdirektør ved Sykehuset Telemark. Hun forteller at hun synes resultatene fra forskningen er oppløftende.

– Nå er vi i gang med en omfattende ombygging av sykehuset. Foreløpig har vi ikke klart for oss alle detaljer knyttet til videre drift av et slikt renseanlegg, men det er absolutt noe vi vurderer å gå videre med, sier hun.

Ingebretsen sier at andre sykehus som er interessert i å ta i bruk teknologien, gjerne må ta kontakt.

– Selv om sykehusene foreløpig ikke er pålagt å foreta slik rensing, bør de ha en egeninteresse i å gjøre det for å bidra til å hindre spredning av antibiotikaresistens. Derfor er det fint om noen er villige til å gå foran, sier han.