Forschungsfeld 6
Variabilität und Evolution von Antibiotikaresistenzen in der Umwelt
a: Kulturbasierte Detektion von transkonjuganten Zellen, b/c: Beprobung von epilithischem Biofilm im Lockwitzbach, d: Abundanz des mcr-4 Resistenzgens in einem Satz Abwasserproben.
Antibiotikaresistenzen (AR) breiten sich weltweit zusehends aus und die Anzahl an Todesopfern infolge von Infektionen mit multi-resistenten Bakterien steigt. Antibiotikaresistente Bakterien werden in der Umwelt in großen Mengen verbreitet, z.B. über das Ausbringen von Gülle und über die Einleitung von behandeltem kommunalem Abwasser. Antibiotikaresistenz-Gene (ARG) und ihre bakteriellen Wirtszellen (ARB) werden als biologische Schadstoffe betrachtet. Im Gegensatz zu Chemikalien bestehen diese jedoch nicht nur lange in der Umwelt, sondern durchlaufen außerdem Proliferation durch bakterielles Wachstum und horizontalen Gentransfer.
Die Forschung am Institut für Hydrobiologie fokussiert auf die Detektion und Quantifizierung von ARG und ARB in Umweltproben mittels sowohl Kultivierung als auch Kultur-unabhängigen Methoden (molekulare und genetische Analysen). Die untersuchten Systeme umfassen Oberflächenwasser, Grundwasser und Abwasser. Beobachtete Muster werden analysiert, um mehr über potenzielle Quellen von AR zu lernen und die Mechanismen hinter den beobachteten Verteilungen und Dynamiken von ARB/G zu verstehen. Zusätzlich zu Monitoring-orientierter Forschung werden Laborexperimente durchgeführt, um spezifische Prozesse zu untersuchen, welche an der Proliferation und Persistenz von AR beteiligt sind - nämlich der plasmidvermittelte horizontale Transfer von ARG.
Methoden
- Beprobung bakterieller Gemeinschaften aus verschiedenen Milieus (Oberflächenwasser, Grundwasser, Abwasser, Sedimente)
- Identifizierung von Antibiotikaresistenz-Isolaten gemäß EUCAST-Standards (Agardiffusionstest)
- Charakterisierung von resistenten, suszeptiblen und intermediären Subpopulationen mittels statistischer Methoden
- Isolation von DNA aus Kulturen und Umweltproben
- Standard- und Echtzeit-PCR zur Identifizierung und Quantifizierung von Genen
- Untersuchungen von plasmidvermitteltem horizontalem Gentransfer unter Verwendung von Paarungsexperimenten und mathematischer Modellierung
- Analyse von Metagenom-Daten bezüglich Taxonomie und Antibiotikaresistenz-Genen
Ausgewählte Projekte
| 2021 - 2024 | ACRAS-R: Charakterisierung der AMR-Übertragungswege in einem Kontinuum von Klinik (Krankenhausabwässern) hin zur Umwelt (Meer und Tiere) auf der französischen Karibikinsel Guadeloupe. |
| 2021 - 2024 | PRESAGE: Potential of decentralized wastewater treatment for preventing the spread of antibiotic resistance, organic micropollutants, pathogens and viruses |
| 2021 - 2024 | Urban Resistom: Untersuchung des Beitrags der Siedlungsentwässerung auf die Ausbreitung, Dynamik und Saisonalität von Antibiotika und Antibiotikaresistenzgenen in einem stark urban geprägten Fließgewässer |
| 2020 - 2023 | ANTIVERSA: Biodiversität als ökologische Barriere für die Ausbreitung von klinisch relevanten Antibiotikaresistenzen in der Umwelt |
| 2020 - 2022 | EMBARK: Establishing a Monitoring Baseline for Antimicrobial Resistance in Key environmments |
| 2019 - 2022 | DSWAP: Decision support-based approach for sustainable water reuse application in agricultural production |
| 2016 - 2019 | Hyreka: Biologisch und hygienisch - medizinische Relevanz und Kontrolle von antibiotikaresistenten Pathogenen in klinischem, landwirtschaftlichem und kommunalem Abwasser und ihre Relevanz in Rohwasser |
| 2015 - 2019 | ANSWER: Antibiotika und mobile resistente Elemente in der Abwasserwiederverwendung: Risiko und innovative Lösungen |
| 2014 - 2017 | StARE: Evolution von Antibiotikaresistenzen aufhalten |
MitarbeiterInnen / Kontakt
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Dr. Magali De La Cruz Barron
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© David Kneis
Geo-ecologist
NameDr. David Kneis
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NameHerr Dr. Uli Klümper
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© Alan Elena
Wiss. Mitarbeiter
NameDr. Alan Elena
Antimicrobial resistance, Epidemiology, Bioinformatics
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Doktorandin
NameM.Sc. Peiju Fang
Antibiotikaresistenz
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Doktorandin
NameM.Sc. Kenyum Bagra
AMR in rivers, acquisition or spread AMR
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Doktorandin
NameM.Sc. Faina Tskhay
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Doktorandin
NameM.Sc. Eda Deniz Erdem
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Doktorandin
NameM.Sc. Diala Konyali
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