Geringe Konzentrationen mit großer Wirkung: Wie steuern Antibiotika die Verbreitung von Resistenzgenen in der aquatischen Umwelt? (ANTRAQ)

• Antragstellerin: Dr. Stefanie Heß
• Fachliche Zuordnung: Mikrobielle Ökologie und Angewandte Mikrobiologie ; Hydrogeologie, Hydrologie, Limnologie, Siedlungswasserwirtschaft, Wasserchemie, Integrierte Wasserressourcen-Bewirtschaftung
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 396445063

Die rasante Verbreitung von Antibiotikaresistenzen stellt die Menschheit vor eine der größten Herausforderungen im 21. Jahrhundert (WHO, 2014). Um den Verlust von Antibiotika als wirksame Medikamente zu verhindern, ist neben einem gezielteren Einsatz in der Medizin auch ein umfassendes Verständnis hinsichtlich der Antibiotikaresistenzverbreitung in der Umwelt notwendig. Hierbei ist es insbesondere wichtig, die Mechanismen, die für die Persistenz und die Verbreitung von Resistenzen in der Umwelt eine essentielle Rolle spielen, zu kennen und zu verstehen. Bisherige Studien haben gezeigt, dass Abwasser eine der Haupteintragsquellen für Antibiotika-resistente Bakterien und Resistenzgene darstellt. Mit gereinigtem Abwasser werden außerdem auch Antibiotika eingetragen, die in geringen Konzentrationen praktisch ubiquitär in der aquatischen Umwelt gemessen werden. Laborexperimente mit einzelnen Isolaten oder mit artifiziellen Gemeinschaften begrenzter Diversität haben Hinweise darauf geliefert, dass solche geringen Konzentrationen die Verbreitung von Antibiotikaresistenzen fördern. Basierend auf diesen Ergebnissen ist es allerdings sehr schwierig, den Einfluss dieser geringen Antibiotikakonzentrationen auf das Mikrobiom und Resistom aquatischer Ökosysteme abzuschätzen. Die vorgeschlagenen Experimente tragen dazu bei diese Wissenslücke zu füllen. Mithilfe der neuen und innovativen Methode epicPCR soll der Effekt geringer Antibiotikakonzentrationen auf die Verbreitung von Resistenzgenen in einer komplexen mikrobiellen Gemeinschaft auf Speziesebene untersucht werden. Im Fokus steht außerdem die Frage, ob Pathogene unter Umweltbedingungen Resistenzgene aufnehmen. Um einen tieferen Einblick hinsichtlich genomischer Strukturen, die die Fähigkeit der Aufnahme von Resistenzgenen bestimmen, zu erlangen, sollen die Genome von Escherichia coli Isolaten unterschiedlicher Herkunft (Klinik, Rohabwasser, Flusssediment) dahingehend analysiert und verglichen werden.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Finnland
• Gastgeber: Professor Teppo Hiltunen, Ph.D.