Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Ein bislang vernachl\u00e4ssigter Bereich im Zusammenhang mit Antibiotikaresistenzen ist das h\u00e4usliche Umfeld, obwohl diesem durch den Umgang mit Lebensmitteln, die mit der medizinisch und landwirtschaftlich bedingten Problematik der Antibiotikanutzung in Verbindung stehen, eine zentrale Rolle zukommt. Wasserf\u00fchrende Systeme (Abfl\u00fcsse, Geschirrsp\u00fcler, Waschmaschinen) spielen eine bislang untersch\u00e4tzte, Rolle. Die Analyse der m\u00f6glichen Transferpfade von Antibiotikaresistenzen im h\u00e4uslichen Umfeld kann helfen, die m\u00f6glichen Risiken des Transfers innerhalb des Haushalts und aus dem Haushalt in die Umwelt abzusch\u00e4tzen. Es soll ein vertieftes Wissen \u00fcber Transferpfade erlangt werden, welches abschlie\u00dfend als Projektergebnis Verbrauchern und anderen Beteiligten zug\u00e4nglich gemacht werden soll.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenIm ersten Teil des Projekts erfolgte die Identifizierung von Resistenzgenen in Haushaltsproben (Wasch-maschine, Duschsiphon und Geschirrsp\u00fcler). Anschlie\u00dfend wurde die DNA aus den Proben extrahiert und mittels Real-Time PCR zum Nachweis von Resistenzgenen untersucht. Zudem wurden die Proben mit niedrigen Antibiotikakonzentrationen kultiviert, um so resistente bakterielle Spezies zu isolieren. Diese Isolate wurden mittels VITEK 2 identifiziert und Resistenzprofile wurden erstellt. Die auftretenden antibiotikaresistenten Bakterien und Resistenzgene wurden anschlie\u00dfend mit denen aus Umweltproben, basierend auf Literaturdaten und bereits genommenen Proben, verglichen, um m\u00f6gliche Hotspots im Haushalt identifizieren zu k\u00f6nnen. Um die potentiellen Transferpfade von Antibiotikaresistenzen bestimmen zu k\u00f6nnen, wurden neben dem Vergleich der auftretenden Resistenzgene Metagenomanalysen der Proben aus Haushalten und Umwelt (Boden und Kl\u00e4ranlage) durchgef\u00fchrt. Diese erm\u00f6glichen es, die gesamte genetische Information aller Organismen in einer Probe zu analysieren und \u00dcbereinstimmungen zwischen den Habitaten zu ermitteln, wodurch R\u00fcckschl\u00fcsse auf einen Transfer der Antibiotikaresistenzen m\u00f6glich sind. Im Zuge der anwendungsbezogenen Versuche in Waschmaschinen und Geschirrsp\u00fclern wurden bereits charakterisierte, resistente Laborst\u00e4mme bzw. im Rahmen des Projekts isolierte Bakterienst\u00e4mme verwendet, um den Effekt der Bedingungen auf antibiotikaresistente Bakterien zu bestimmen. Basierend auf der systematischen Analyse der Ergebnisse wurden Handlungsempfehlungen zur Vermeidung\/Reduktion von antibiotikaresistenten Bakterien entwickelt.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Es wurden verschiedene Umgebungen derselben geografischen Region untersucht, um potenzielle \u00dcber-tragungswege von antibiotikaresistenten Bakterien mit besonderem Fokus auf Privathaushalte zu untersuchen. Kl\u00e4ranlagen konnten als Hotspots f\u00fcr Antibiotikaresistenzen best\u00e4tigt werden. Antibiotikaresis-tenzgene und antibiotikaresistente Bakterien traten in Privathaushalten h\u00e4ufig auf, somit k\u00f6nnte die h\u00e4usliche Umgebung auch als Reservoir f\u00fcr Antibiotikaresistenzen fungieren.
\nDie Resistenzgene und antibiotikaresistente Bakterienst\u00e4mme im Haushalt weisen zum Teil die gleichen Spezies und Gene auf, die auch in der Kl\u00e4ranlage auftreten. Der Anteil an Resistenzen im Haushalt ist im Vergleich zu Abwasser und Kl\u00e4rschlamm jedoch deutlich geringer. Intrinsisch resistente Spezies sind im Haushalt st\u00e4rker vertreten als im untersuchten Abwasser und Kl\u00e4rschlamm. Obwohl die intrinsischen Resistenzen von Natur aus bestehen, sind auch Infektionen durch solche Mikroorganismen von Bedeutung. Im Abwasser, Kl\u00e4rschlamm und Ablauf variieren die identifizierten bakteriellen Spezies nur geringf\u00fcgig, w\u00e4hrend die Variation in den verschiedenen Haushaltsbereichen st\u00e4rker ist. Der Eintrag von Mikroorganismen aus dem Haushalt in das Kl\u00e4rwerk und umgekehrt k\u00f6nnte m\u00f6glich sein, da die gleichen Umweltbakterien in den jeweiligen Habitaten \u00fcberleben. Die unterschiedlichen bakteriellen Zusammensetzungen und Resistome von B\u00f6den, Kl\u00e4ranlagen und Haushalten zeigen jedoch, dass, obwohl eine h\u00e4ufige Ent-wicklung mobiler Resistenzgene wahrscheinlich ist, nur wenige zwischen unterschiedlichen bakteriellen Gemeinschaften \u00fcbertragen werden oder sich dort etablieren. Die durchgef\u00fchrte Metagenomanalyse der verschiedenen Habitate zeigt, dass es charakteristische Resistome gibt und nur wenige \u00dcberschneidungen von Antibiotikaresistenzgenen zwischen den untersuchten Gebieten. Dies deutet darauf hin, dass sich Antibiotikaresistenzen vorwiegend in den jeweiligen Umgebungen entwickeln k\u00f6nnten, verursacht durch die unterschiedlichen Umweltbedingungen.
\nDie praxisnahen Versuche bei Wasch- und Sp\u00fclmaschine zeigen, dass es keinen signifikanten Unter-schied bei der Reduktion der mikrobiellen Belastung von antibiotikaresistenten Bakterien und nicht resis-tenten St\u00e4mmen gibt. Die Versuche f\u00fcr Waschmaschinen untermauern die Wichtigkeit der Anwendung von hei\u00dfen Programmen (60 \u00b0C) und das Verwenden von bleichehaltigen Waschmitteln. Beim maschinellen Geschirrsp\u00fclen sind die Keimzahlreduktionen h\u00f6her als bei den Waschmaschinenversuchen. Die Er-gebnisse der anwendungsbezogenen Versuche erm\u00f6glichten es fundierte Verbraucherempfehlungen f\u00fcr das Waschen und Geschirrsp\u00fclen zu formulieren.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Die Daten zu Antibiotikaresistenzen wurden im November 2020 in einem Peer-Review-Journal ver\u00f6ffentlicht und es wurde auf das das laufende Projekt im HN21 Journal 2019 aufmerksam gemacht. Die Er-gebnisse der Metagenomanalyse wurden im Mai 2021 ebenfalls in einem Peer-Review-Journal ver\u00f6ffentlicht. Auch eine Ende 2020 ver\u00f6ffentlichte Dissertation enth\u00e4lt entsprechende Resultate. Basierend auf den Ergebnissen wurden konkrete Verbrauchempfehlungen formuliert, welche in Kooperation mit dem \u201eForum Waschen\u201c der \u00d6ffentlichkeit zug\u00e4nglich gemacht werden, in Form von Internetinformationen und einem Vortrag auf der Multiplikatorentagung im M\u00e4rz 2022.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die Studie liefert Hinweise darauf, dass die \u00dcbertragung von Antibiotikaresistenzen und antibiotikaresis-tenten Bakterien zwischen verschiedenen Umgebungen weniger wichtig sein k\u00f6nnte als der Fokus auf die Umsetzung von Pr\u00e4ventionsma\u00dfnahmen in jeder einzelnen Umgebung. W\u00e4hrend die Metagenomstudie einen guten ersten \u00dcberblick erm\u00f6glicht, sind weitere Studien mit einer gr\u00f6\u00dferen Probenzahl und einer tiefgreifenden Analyse der gemeinsam genutzten Gene erforderlich. Die Ausbreitung von Antibiotikaresistenzen kann begrenzt werden, indem die Entwicklung von Resistenzen in der Haushaltsumgebung re-duziert wird, um ein geringes, aber dennoch m\u00f6gliches Infektionsrisiko f\u00fcr Haushaltsmitglieder und eine Verbreitung innerhalb des Haushalts oder \u00fcber h\u00e4usliches Abwasser zur Kl\u00e4ranlage zu verhindern. Ein m\u00f6glicher Transfer von Antibiotikar\u00fcckst\u00e4nden und resistenten Bakterien aus der Kl\u00e4ranlage in die Umwelt sollte vermieden werden, um die F\u00f6rderung der Resistenzentwicklung zu unterbinden. Dies k\u00f6nnte durch den Einsatz fortschrittlicher Technologien bei der Abwasserbehandlung und die Vermeidung der Verwendung von behandeltem Abwasser zur D\u00fcngung und Bew\u00e4sserung erreicht werden. Es sind umfassendere Studien erforderlich, um die Resistome verschiedener Umgebungen zu vergleichen und um zu best\u00e4tigen, ob sich Antibiotikaresistenzen unabh\u00e4ngig in jeder Umgebung entwickeln. Basierend auf den erhobenen Daten sollten quantitative Analysen durchgef\u00fchrt werden, um die Bedeutung der Unterschiede zwischen den analysierten Umgebungen weiter herauszuarbeiten.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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