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Evaluierung innovativer molekularer Analyseverfahren und -ansätze zur Überwachung von Antibiotikaresistenzen im Abwasser
- Abstract
- Universelle DNA/RNA Diagnostik. Es soll die technische Realisier- und Leistungsfähigkeit einer neuen universell einsetzbaren molekularbiologischen Nachweisstrategie für die robuste und sensitive DNA/RNA-Diagnostik biologischer („emerging“) Gefährdungen aller Art für das Abwassermonitoring von Morgen demonstriert werden. Dies wird am Beispiel bakterieller Antibiotikaresistenzen (ARB) – auf Basis einer zukunftsweisenden neuartigen molekularbiologischen Toolbox – durchgeführt. Einerseits stellt die ARB-Problematik eine der größten zukünftigen medizinischen globalen Herausforderungen dar (= größte Relevanz), andererseits sind bereits neue leistungsfähige methodische Teillösungen vorhanden, die in kurzer Zeit zur vorgeschlagenen Toolbox kombiniert werden können (= schnelle Umsetzbarkeit). Da diese auf einer Analyse genetischer Sequenzen basiert, ist eine schnelle Ausweitung auf andere biologische Gefährdungen möglich (nach Anpassung der Sampling- und Probenaufarbeitung).
Wasserkreislauf-basierter Ansatz. Die vorgeschlagene Nachweisstrategie soll darüber hinaus erstmals simultane Rückschlüsse auf, i) Verbreitung und Infektionsprävalenz des überwachten Bevölkerungskollektivs im Einzugsgebiet der Abwasserentsorgung (d.h. eigentliche Abwasser-epidemiologie - „Upstream-Verfahren“), als auch, ii) die Gefährdung für Mensch- und Natur (z.B. Nutzung als Badewässer, Trinkwasser oder Fischereigewässer) im Zuge der Ausbreitung über den nachgeschalteten Vorfluter und Wasserkreislauf, ermöglichen (d.h. nutzungsbasierte Gefährdungs- und Risikoanalyse der beeinflussten Wasserressource).
One-Health Monitoring & Management. Da ARB – wie auch viele andere biologische Gefährdungen – humanen und tierischen Ursprung haben und beidseitige Relevanz besitzen können, wird das vorgeschlagene Tool auf alle Arten fäkaler Abwässer entwickelt und ermöglicht eine Zuordnung und Differenzierung (molekulares fäkales Source-Tracking). Dadurch wird eine universell anwendbare Toolbox im Sinne eines One-Health Ansatzes ermöglicht.
Bis Dato vorhandene Limitierungen. Verfügbare molekularbiologische Anwendungen sind i.d.R. i) sensitiv und spezifisch, aber auf wenige Targets beschränkt (z.B. qPCR, RT-qPCR), oder, ii) universell, auf viele Targets einsetzbar, aber wenig sensitiv (z.B. gängige Hochdurchsatz-Sequenzierungsmethoden). Zum anderen erfolgt der Nachweis biologischer Gefährdungen im Abwasser bislang weitgehend ohne Berücksichtigung der Quantität und Qualität der fäkalen Belastungssituation (d.h. Ausmaß, Charakteristik und Herkunft der fäkalen mikrobiologischen Beeinflussung).
- Lokale Teilprojektleitung:
- Zarfel Gernot
- Laufzeit:
- 01.01.2024-31.12.2025
- Art der Forschung
- Grundlagenforschung
- Mitarbeiter*innen
- Zarfel, Gernot, Projektleiter*in
- Kittinger, Clemens, Sub-Projektleiter*in
- Koller, Michael, Projektmitarbeiter*in
- Beteiligte MUG-Organisationseinheiten
- Diagnostik und Forschungsinstitut für Hygiene, Mikrobiologie und Umweltmedizin