Symbolbild Fakt der Woche – Foto: ©Till_Junker

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Fakt der Woche

Mit dem „Fakt der Woche“ präsentieren wir wissenschaftliche Erkenntnisse aus der Universität Greifswald. Damit möchten wir mehr Aufmerksamkeit für die vielfältigen Forschungsbereiche unserer Universität generieren, Interesse an ihnen wecken und ein Zeichen für wissenschaftliche Erkenntnisse setzen. Der „Fakt der Woche“ erscheint ebenso auf Instagram, Facebook und Twitter.

Sie sind Wissenschaftler*in an der Universität Greifswald und wollen einen Fakt aus Ihrem Bereich liefern? Dann schreiben Sie uns gerne an hochschulkommunikationuni-greifswaldde!


Multiresistente Keime im Abwasser

Wasserentnahme, ©Lars Berg/Greenpeace
Wasserentnahme, ©Lars Berg/Greenpeace

Infektionskrankheiten, die durch antibiotikaresistente Keime verursacht werden, spielen sowohl für die Medizin als auch für die Gesellschaft eine immer größere Rolle. [1] Bestehende Behandlungsmöglichkeiten mit bewährten Antibiotika verlieren zunehmend ihre Wirkung. Doch wo entstehen Resistenzen? Und wie verbreiten sie sich?

Wo entstehen Resistenzen
Resistenz bezeichnet die Fähigkeit, widerstandsfähig gegenüber gewissen äußeren Einflüssen zu sein. Ein übermäßiger oder unsachgemäßer Gebrauch antibiotischer Substanzen fördert die Selektion von Bakterien und führt damit auch zu Anpassungen in den Bakterienzellen. Einige Bakterien werden dadurch gegen bestimmte Antibiotika resistent. [2] Neben der natürlichen Verbreitung von antibiotikaresistenten Keimen spielt der Mensch eine entscheidende Rolle, beispielsweise mit der Massenproduktion von Fleisch.

Der weltweite Fleischkonsum steigt stetig an, die Fleischpreise aber bleiben niedrig. [3] Das geht oft einher mit Massenproduktion, schlechten Haltungsbedingen sowie dem bedenkenlosen Einsatz von Medikamenten. Dabei wird nicht selten auf Reserveantibiotika, wie beispielsweise Colistin, zurückgegriffen. Dies sind Anti-Infektiva, welche primär als „letzte medizinische Chancen“ gegen Infektionskrankheiten eingesetzt werden sollten. [4, 5]

Warum Schlachthöfe wesentlich dazu beitragen, Gewässer mit multiresistenten Keimen zu verunreinigen
In der Tierhaltung sind antibiotikaresistente Bakterien keine Seltenheit. Von den Ställen über die Schlachtung bis hin zum Fleischerzeugnis: die Keime sind entlang der gesamten Lebensmittelkette zu finden. [6] Während der Schlachtung werden Tierkörper, Schlachtbesteck und Maschinen gründlich gereinigt. Dabei fallen unzählige Liter Abwasser an, welches mit antibiotikaresistenten Keimen verunreinigt sein kann und in die Kanalisation gespült wird. Von dort aus gelangt das Abwasser entweder in eine Kläranlage oder, unter Einhaltung bestimmter Grenzwerte, direkt in die Umwelt. [7]

In Zusammenarbeit mit Greenpeace e.V. haben Forschende der Pharmazeutischen Mikrobiologie der Universität  Greifswald im vergangenen Jahr Abwasserproben von vier Schweine- und drei Geflügelschlachthöfen analysiert. Die Proben wurden entweder direkt am Auslass des Klärwerks des Schlachthofes oder etwas flussabwärts davon genommen. Im Fokus der Untersuchungen standen vor allem die Colistin-resistenten Enterobakterien und die ESBL-produzierenden Escherichia coli. ESBL steht für Extended-Spectrum beta-Lactamasen. Bakterien, die solche Enzyme bilden, können resistent gegen bestimmte Vertreter der sogenannten Beta-Laktam-Antibiotika sein. Insgesamt waren von den untersuchten Bakterien 78 Prozent multiresistent und damit widerstandfähig gegen mindestens drei verschiedene, wichtige Antibiotikaklassen. Alle ESBL-Isolate aus den Geflügelschlachthöfen waren multiresistent. Gegenüber Colistin waren 36 Prozent aller isolierten Bakterien resistent. Außerdem wurde ein multiresistenter Klebsiella pneumoniae-Stamm als starker Biofilmbildner charakterisiert. Durch diese Oberflächenstruktur könnten die Bakterien wesentlich höhere Antibiotikakonzentrationen tolerieren. [8]

Die Untersuchungen zeigen, dass Schlachthöfe einen wesentlichen Anteil bei der Verunreinigung von Gewässern mit multiresistenten Erregern haben können. Die Behandlung von Abwässern sollte daher unter mikrobiologischen Gesichtspunkten neu bewertet werden.

Weiterführende Informationen:
Homeier-Bachmann T, Heiden SE, Lübcke PK, Bachmann L, Bohnert JA, Zimmermann D, Schaufler K. Antibiotic-Resistant Enterobacteriaceae in Wastewater of Abattoirs. Antibiotics 2021 May 12;10(5):568. doi: 10.3390/antibiotics10050568.

Quellen:
[1] World Health Organization. Antimicrobial Resistance Global Report on Surveillance; WHO: Geneva, Switzerland, 2014.
[2] Robert Koch Institut - Grundwissen Antibiotika­resistenz. www.rki.de/DE/Content/Infekt/Antibiotikaresistenz/Grundwissen/Grundwissen_inhalt.html. Zugriff 16 Juni 2021.
[3] Godfray HCJ, Aveyard P, Garnett T, Hall JW, Key TJ, Lorimer J, et al. Meat consumption, health, and the environment. Science 2018. doi:10.1126/science.aam5324.
[4] Köck R, Cuny C. [Multidrug-resistant bacteria in animals and humans]. Review Med Klin Intensivmed Notfmed 2020 Apr; 115(3):189-197. doi: 10.1007/s00063-018-0487-x
[5] Woolhouse, M.; Ward, M.; van Bunnik, B.; Farrar, J. Antimicrobial Resistance in Humans, Livestock and the Wider Environment. Philos. Trans. R. Soc. Lond. B Biol. Sci. 2015, 370, 20140083.
[6] Klees S, Effelsberg N, Stührenberg B, Mellmann A, Schwarz S, Köck R. Prevalence and Epidemiology of Multidrug-Resistant Pathogens in the Food Chain and the Urban Environment in Northwestern Germany. Antibiotics 2020. doi:10.3390/antibiotics9100708
[7] Bundesministerium der Justiz und für Verbraucherschutz. Verordnung über Anforderungen an das Einleiten von Abwasser in Gewässer (Abwasserverordnung - AbwV) Anhang 10 Fleischwirtschaft. o. J. www.gesetze-im-internet.de/abwv/anhang_10.html. Zugriff 16 Juni 2021.
[8] Homeier-Bachmann T, Heiden SE, Lübcke PK, Bachmann L, Bohnert JA, Zimmermann D, Schaufler K. Antibiotic-Resistant Enterobacteriaceae in Wastewater of Abattoirs. Antibiotics 2021 May 12;10(5):568. doi: 10.3390/antibiotics10050568.

Ansprechpartnerin
Prof. Dr. Katharina Schaufler



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