ANTIVERSA: Biodiversität als ökologische Barriere gegen die Ausbreitung klinisch relevanter Antibiotika-Resistenzen in der Umwelt

Zusammenfassung

Antibiotikaresistenzen können über Umweltquellen, wie beispielsweise Böden, Oberflächengewässer oder Abwässer, verbreitet und über die Lebens- und Futtermittelkette wieder in human- oder tierpathogene Bakterien eingebracht werden. Diese Ausbreitung von Antibiotikaresistenzen über Ökosystemgrenzen hinweg sollte verhindert oder massiv reduziert werden. Im vorliegenden Projekt wird überprüft, ob eine „gesunde“ natürliche Umwelt mit einer hohen Vielfalt an unterschiedlichen Bakterien- und Pilzarten, also einer hohen Biodiversität, eine Ausbreitungsbarriere für Antibiotikaresistenzen darstellt. Stark unter Druck stehende Ökosysteme, wie z.B. intensiv genutzte landwirtschaftliche Nutzflächen, die eine niedrige Biodiversität aufweisen, werden diesbezüglich mit natürlichen Ökosystemen und einer hohen Biodiversität, wie sie beispielsweise in Waldböden oder Naturschutzgebieten zu finden ist, auf ihre Widerstandskraft gegen die Einbringung, Verbreitung und Amplifikation von Antibiotikaresistenzen verglichen.

Projektbeschreibung

Mikroorganismen, die eine Resistenz gegen antimikrobiell wirksame Substanzen entwickelt haben, sind immer häufiger zu finden. Vor allem in Oberflächengewässern oder Böden ist eine immer stärker werdende Belastung mit Organismen, die antimikrobielle Resistenzen aufweisen, zu beobachten. Oft gelangen diese über Abwässer oder landwirtschaftliche Anlagen in die Umwelt. Da antimikrobielle Resistenzen eine große Gefahr für die menschliche Gesundheit darstellen, ist es wichtig, deren Verbreitung zu erforschen. Das Ziel des Projekts ANTIVERSA ist es herauszufinden, ob Ökosysteme mit einer höheren Biodiversität die Verbreitung von Resistenzen verhindern oder abschwächen können. Proben aus zahlreichen Standorten mit unterschiedlicher Biodiversität werden europaweit untersucht und miteinander verglichen. Dadurch wird bestimmt, ob Zusammenhänge zwischen Biodiversität und Antibiotikaresistenz bestehen.

Zwischenergebnisse

Vier Arten von Bodenproben mit und ohne menschlichen Einfluss (Agroökosystem, mit Schweinegülle bzw. Kompost gedüngte Felder) sowie von hoher und niedriger mikrobieller Biodiversität wurden analysiert: Zwei Vergleichsbodenproben stammen aus einem Laubwald im Nationalpark Donauauen und einem Nadelwald in den Gutensteiner Alpen. Im Labor wurden mit jeweils wenigen Gramm aus jeder der Proben Hunderte sogenannter Mikrokosmen aufgebaut. Darauf wurde ein Enterokokken-Stamm mit Antibiotikaresistenzgen aufgebracht. Über einen Zeitraum von acht Monaten wurde erhoben, wie lange die Enterokokken im Mikrokosmos überleben und was mit dem Resistenzgen passiert. Die vorläufige Analyse der Daten nach fünf Monaten Beobachtung zeigt: Eine hohe bakterielle Biodiversität reduziert die Ausbreitung des Resistenzgens.

Nutzen des Projekts

Antimikrobielle Resistenzen sind äußerst gefährlich und stellen eine große Bedrohung für die Gesundheit von Mensch und Tier dar. Immer mehr Böden und Gewässer können als Quelle für Antibiotikaresistenzen dienen oder durch Resistenzen kontaminiert werden. Das Projekt ANTIVERSA ist daher von großer Bedeutung, da es erforscht, ob Ökosysteme mit einer höheren Biodiversität eine stärkere Barriere für Antibiotikaresistenzen und deren Ausbreitung bilden. Erste Ergebnisse betonen ihre große Bedeutung, da sie tatsächlich als Barriere für die Ausbreitung von Antibiotikaresistenzen funktionieren können.

Projektdetails

Projektakronym: ANTIVERSA

Projektleitung: Technische Universität Dresden

Projektleitung AGES: Dr. Markus Wögerbauer

Projektpartner: National University of Ireland, Université de Lorraine, Technische Universität Wien,  EAWAG-Abteilung Oberflächengewässer, Institute of Biological Research Cluj, Universität von Warschau, Stadtentwässerung Dresden

Finanzierung: Das Projekt läuft im Rahmen von BiodivERsA+ und wird finanziert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung (Deutschland, FKZ 01LC1904A), Environmental Protection Agency (Irland), Agence Nationale de la Recherche (Frankreich), Fonds zur Förderung der Wissenschaftlichen Forschung (Österreich), Swiss National Science Foundation (Schweiz), Executive Unit for Financing Higher Education, Research, Development and Innovation (Rumänien), National Science Centre (Polen), Stadtentwässerung Dresden (Deutschland) und das Programm European Commission Horizon 2020

Projektlaufzeit: 03/2020 bis 08/2023

Weitere Informationen

Projektwebsite

Aktualisiert: 07.03.2023