Forschungsprojekt: Vorkommen von antibiotikaresistenten Bakterien in ländlichen Abwässern und Bestimmung ihrer Resistenzgene

Kurzbeschreibung

Antibiotikaresistente Bakterien werden in z. T. großen Mengen aus der Intensivtierhaltung über Gülle und Mistausbringung direkt in die Umwelt eingetragen oder mit klinischem und häuslichem Abwasser in den Kläranlagen gesammelt und über das geklärte Abwasser in die Umwelt entlassen. Das Vorkommen von antibiotikaresistenten Bakterien im Abwasser kann daher die allgemeine Resistenzsituation eines Gebietes widerspiegeln. Aktuelle Ergebnisse zeigen, dass bei Gentransfervorgängen in der Umwelt auch Pathogenitätsfaktoren und Antibiotkaresistenzgene auf klinisch relevante Bakterien übertragen werden, die dann über Trink-oder Badewasser zum Menschen gelangen. Der Nachweis ausgewählter Indikatoren für die Antibiotikaresistenzlage in Abwasser erfolgte über einen Oligonukleotidbiochip. Zur Verbesserung der Sensitivität wurden genspezifische (Multiplex)-PCR-Systeme entwickelt, die der Hybridisierung auf dem Biochip vorgeschaltet wurden. Mittels Fluoreszenzmarkierung werden die Hybride auf dem Biochip sichtbar gemacht und im Fluoreszenz-Reader ausgelesen.

Sowohl für die Human- als auch die Veterinärmedizin relevanten bakteriellen Spezies (Enterococcus faecalis/ faecium, Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa) sollten als Indikatororganismen ebenso wie ausgewählte Indikatorantibiotikaresistenzen (Vancomycin, Aminoglykoside, Methicillin, Ciprofloxacin, Imipenem) und Pathogenitätsfaktoren (EHEC, EPEC, ETEC, EIEC, EAggEC) für die Resistenzsituation in Abwasser durch in diesem Projekt zu entwickelnde Multiplex-PCR mit anschließender Biochip-Hybridisierung parallel detektiert werden.

Bevor mit der Isolation von DNA aus Umweltproben und deren Hybridisierung auf dem Biochip begonnen werden kann, muss noch eine spezifische Multiplex-PCR auf dem Bichip hybridisert werden. Für Ciprofloxacin und Imipenem-Resistenz muss noch gezeigt werden, dass keine Kreuzhybridiserungen mit anderen Biochip-Sonden stattfindet, die bereits per in silico Analyse mit FastPCr ausgeschlossen wurde. Bei den Ciprofloxacin- und Impinemresistenzgennachweisen handelt es sich nicht um selbst entwickelte, sondern aus Publikationen übernommene Systeme, deren Spezifität bereits gezeigt wurde (Bisikilis et al., 2007, Huber et al., 2005). Zur möglichen Erweiterung des Multiplex-Systems stehen zudem noch die vektorbasierten internen Kontrollen für pTRG und pBT (Stratagene) zur Verfügung.

Laufzeit: 2006 bis 2009