managing21.be

Biofilms kunnen in rivieren betere indicatoren zijn voor de detectie van bacteriën met een resistentie tegen antibiotica. Dat blijkt uit twee recente onderzoeken naar de waterkwaliteit van de Donau door wetenschappers aan de Karl Landsteiner Privatuniversität für Gesundheitswissenschaften in Krems en het Inter-University Cooperation Center for Water and Health in Wenen. Opgemerkt wordt dat de resistentie vooral moet worden toegeschreven aan de menselijke fecale verontreiniging langs de rivier.

Elk jaar sterven duizenden mensen in Europa als gevolg van infecties met bacteriën die een resistentie tegen antibiotica hebben opgebouwd. Het probleem wordt veroorzaakt door het overmatige gebruik van antibiotica in de geneeskunde en de landbouw. Ziekenhuizen zijn wereldwijd de belangrijkste locaties voor de verspreiding en ontwikkeling van antibioticaresistente bacteriën met een resistentie tegen antibiotica, omdat ze hier tussen patiënten worden overgedragen. Langs rioolwaterzuiveringsinstallaties komt het klinisch afvalwater vervolgens in natuurlijke aquatische ecosystemen terecht, waardoor bacteriën in rivieren en meren terechtkomen.

Modelorganisme

Om de verspreiding van resistentie van bacteriën tegen antibiotica langs de Donau te onderzoeken, combineerden de wetenschappers twee onderzoeksmethoden. Enerzijds werd gebruik gemaakt van moleculair genetische methoden om resistentie te bepalen met moderne diagnostiek voor fecale verontreiniging, maar anderzijds werd ook gezocht naar parameters voor de aanwezigheid van chemische producten. Hierdoor konden de onderzoekers de dynamiek van resistentie vastleggen en de belangrijkste oorzaken en hotspots bepalen.

Grote rivieren zijn van cruciaal belang voor de wereldwijde verspreiding van resistentie. – Foto:Pixabay/NickyPe

Volgens Andreas Farnleiter, hoofd van de ICC Water en Health aan de Karl Landsteiner Universiteit Krems en de Technische Universiteit Wenen, is E. coli hiervoor een bijzonder geschikt modelorganisme. “E. coli is wijdverspreid als de belangrijkste verwekker van urineweginfecties, koloniseert bij ziekenhuispatiënten vaak lekkende urinekatheters, wordt in water gebruikt als een indicator van resistentie tegen antibiotica en wordt daarvoor ook door de World Health Organisation (WHO) als een indicator aanbevolen. In totaal werden stalen van patiënten (697), water (489) en biofilms (440) op hun gevoeligheid voor twintig antibiotica getest. Op die manier verkregen we een aantal resistentiepatronen.

Over het geheel genomen wezen de resultaten op een vrij gematigde resistentiesituatie in Oostenrijk. “Ondanks hogere resistentieniveaus in humane stalen in vergelijking met riviermonsters, bleek de resistentie tegen sterke reserveantibiotica zoals meropenem en tigecycline zeldzaam”, stipte Farnleiter aan. “Ondanks kleine verschillen in resistentie vergeleken met watermonsters, werden in de biofilm enkele bacteriële stalen geïdentificeerd die resistent waren tegen belangrijke antibiotica en drager waren van ESBL-genen. ESBL staat voor extended-spectrum beta-lactamase en betekent dat deze bacteriën enzymen produceren die resistent zijn tegen veel beta-lactam antibiotica, wat de behandeling van infecties bemoeilijkt. 

Biofilm is dus mogelijk een betere indicator voor de invloed van de klinische omgeving op de resistentie in rivieren dan het water zelf.”

Verspreiding

Grote rivieren zijn van cruciaal belang voor de wereldwijde verspreiding van resistentie. Ze zijn immers sterk vervuild door afvalwater en zijn ook belangrijke levensaders. Tot nu toe ontbrak het aan een gedetailleerd inzicht in de aanwezigheid, de verspreiding en de belangrijkste oorzaken van de resistentie tegen antibiotica in rivierlopen. Dat is wat de wetenschappers in de tweede studie aan de Donau onderzochten. Ze analyseerden daarbij patronen en hotspots van antibioticaresistente genen (ARG’s) over een afstand van 2.311 kilometer. 

Volgens Alexander Kirschner, plaatsvervangend hoofd van het ICC Water en Health, vormt het uitgebreide inzicht dat op deze manier is verkregen, de basis van een gericht beheer om de verspreiding van resistentie tegen antibiotica in rivierbekkens te verminderen. “We presenteren de eerste uitgebreide dataset langs de Donau, die zal helpen toekomstige trends te beoordelen”, benadrukt hij. “Voor een beter begrip van de verspreiding en dynamiek van de resistentie moeten ze ook worden onderzocht in andere milieucompartimenten zoals rivierbiofilms of sedimenten, omdat deze potentiële langetermijnreservoirs zouden kunnen zijn.”