Biodiversity: Barrier for Antibiotic Resistance (ANTIVERSA)

Antibiotikaresistenzen (AR) stellen eine akute Bedrohung für die Gesundheit der Weltbevölkerung dar. Ohne Eindämmung der Ausbereitung von Resistenzen werden bis zum Jahr 2050 jährlich 10 Millionen Todesfälle prognostiziert, die direkt oder indirekt auf AR zurückzuführen sind. Koordinierte Gegenmaßnahmen zur Bekämpfung der gegenwärtig kursierenden Antibiotikaresistenzgen-Seuche auf nationaler sowie internationaler Ebene sind daher unabdingbar. Antibiotikaresistenzen können über Umweltquellen (z.B. Böden, Oberflächengewässer, 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-, Pilz-, Tier- und Pflanzenarten (= hohe Biodiversität) eine Ausbreitungsbarriere für Antibiotikaresistenzen darstellt. Stark anthropogen exponierte Ökosysteme wie z.B. intensiv genutzte landwirtschaftliche Nutzflächen (= Ackerböden mit niedriger Biodiversität) werden diesbezüglich mit natürlichen Ökosystemen und einer hohen Biodiversität (z.B. Waldböden, Naturschutzgebiete) auf ihre Widerstandskraft gegen die Einbringung, Verbreitung und Amplifikation von Antibiotikaresistenzen verglichen. Zu diesem Zweck werden entsprechende Bodenproben ins Labor verfrachtet und unter kontrollierten Bedingungen mit verschiedenen Agentien bearbeitet und mit unterschiedlichen klimatischen Bedingungen exponiert, die Auskunft darüber geben sollen, unter welchen Bedingungen ein Transfer von Antibiotikaresistenzgenen und oder deren Träger besonders leicht stattfinden oder eben verhindert werden kann. Hypothesen: Wir gehen davon aus, dass Häufigkeit und Vielfalt von Antibiotikaresistenzgenen und resistenten Bakterien invers mit der im Ökosystem anzutreffenden Biodiversität korreliert. Ein gesundes, hochbiodiverses Ökosystem sollte demnach eine Barrierefunktion gegen die Invasion von ARB und ARGs darstellen. Methoden: Zur Abklärung der Fragestellung werden folgende Methoden herangezogen: Für die Bestimmung der Biodiversität der untersuchten Boden- und Wasserproben werden vor allem molekulargenetische Techniken herangezogen. Die vorhandenen Bakterien-, Pilz- und Kleintierarten werden mittels Sequenzierung der 16S rRNA Gene mit neuen Verfahren (=Next Generation Sequencing) erfasst. Es kommen aber visuelle und mikroskopische Ansätze zur Anwendung. Antibiotikaresistenzgene werden mittels quantitativer real time PCR erfasst. Die Überwindung von Ökosystemgrenzen wird mittels markierten Krankheitserregern im geschlossenen Labor- und Glashaussystem überprüft Neuigkeitswert: Die Rolle, die die Biodiversität bei der Ausbreitung von Antibiotikaresistenzen spielt, ist zurzeit unklar. Angesichts der Umwälzungen im globalen Klima und der gegenwärtigen Antibiotikaresistenzkrise ist es jedoch von höchstem Interesse Mittel und Wege zu finden, um Risikomanagern Hilfestellung geben zu können, damit evidenzbasierte Maßnahmen zur Eindämmung der Ausbreitung von Antibiotikaresistenzen via Umweltquellen gesetzt werden können. Dies wäre ein wesentlicher Fortschritt beim Schutz von Mensch, Tier und Pflanze gegen Infektionskrankheiten ausgelöst durch resistente Erreger.

No additional funding sources recorded.