Das übergeordnete Ziel des Verbundvorhabens ist es, Eintragspfade von Antibiotika-resistenten Erregern vom Menschen oder Tieren in die Umwelt hinein sowie aus dem Umweltbereich zurück zum Menschen, aufzuzeigen. Mit Blick auf das Risiko für die Gesundheit von Mensch und Tier wird das International Center for Food Chain and Network Research der Universität Bonn (FNC) schwerpunktmäßig die mikrobielle Dissemination insbesondere über Abwässer aus landwirtschaftlichen Betrieben, Schlachthöfen und lebensmittelverarbeitenden Unternehmen in die Umwelt nachverfolgen. Der Fokus dieses Teilprojektes liegt dabei in der Verschleppung resistenter Mikroorganismen entlang der Schweine- und Geflügelfleisch erzeugenden Kette. Im Rahmen des Projektes wird die Modellierung sowohl von Eintragswegen als auch von Maßnahmen zur Reduktion von resistenten Mikroorganismen vorgenommen. Die Risikobewertung und die Ermittlung prognostischer Informationen über das dynamische Verhalten in Abwässern stehen im Vordergrund. Seitens des FNC sind zwei Gruppen beteiligt: Fokusgruppe 'One Health' unter der Leitung von Prof. Dr. Brigitte Petersen und die Fokusgruppe 'Food Waste' unter der Leitung von PD Dr. Judith Kreyenschmidt. Die Fokusgruppe 'One Health' konzentriert sich auf die Objekte landwirtschaftlicher Betrieb und Tiertransporter (eingebundene Mitarbeiter: Dr. Julia Steinhoff-Wagner, Dr. Yvonne Ilg, Céline Heinemann), die Fokusgruppe ‚Food Waste' auf die Prozesse Schlachthof und Lebensmittelverarbeitung (eingebundene Mitarbeiter: Dr. Ulrike Herbert, Michael Savin). Das Projekt besteht aus 6 Arbeitspaketen mit jeweils interdisziplinärer Bearbeitung. Das FNC ist in die Arbeitspakete 1,2 und 4 involviert: AP 1 - Vorbereitende Untersuchungen zur Charakterisierung von Untersuchungsbereichen und Etablierung von Untersuchungsverfahren, AP 2.2 - Landwirtschaftliche Abwässer und Abwässer aus lebensmittelverarbeitenden Betrieben inkl. Konsumgüter, AP 4 - Risikoabschätzung und Modellierung.
Vibrio vulnificus ist ein Bakterium, das natürlicherweise in Salz- und Brackwasser vorkommt. Steigen die Wassertemperaturen auf ca. 20 °C, wird es aktiviert und ist infektiös für Menschen. V. vulnificus kann bei abwehrgeschwächten Personen beim Verzehr von Meeresfrüchten zu Durchfallerkrankungen und Blutvergiftung sowie beim Baden oder Umgang mit Meerestieren zu schweren, teilweise tödlichen Wundinfektionen führen. In Nordeuropa sind bisher nur sehr vereinzelt Infektionen aufgetreten, da die tiefen Wassertemperaturen eine vermehrte Aktivität von V. vulnificus verhindert haben. Besonders in heißen Sommern traten aber schwere Wundinfektionen in Schweden, Dänemark und auch in Deutschland auf. Bei einer durch die Klimaveränderung zu erwartenden Erhöhung der Temperaturen in Nord- und Ostsee muss in Zukunft vermehrt mit dem Auftreten von V. vulnificus und anderen Vibrionen gerechnet werden. In dem Projekt soll das Vorkommen von V. vulnificus und anderer für den Menschen pathogenen Vibrionen in Badegewässern in Abhängigkeit von der Temperatur untersucht werden. Dazu sollen sowohl Wasserproben als auch Proben von Kleinlebewesen, die als Reservoir für Vibrionen dienen können, untersucht werden. Die Ergebnisse sollen eine Vorhersage zum zukünftigen Auftreten von Virbrionen in Badegewässern ermöglichen. Außerdem soll ein Warnsystem zum Schutz der Badenden für das Auftreten von Vibrio vulnificus in Abhängigkeit der Wassertemperatur erarbeitet werden sowie ein Informationssystem für Ärzte etabliert werden.
Aufgrund zunehmender Wasserknappheit wird gereinigtes Abwasser mehr und mehr zur Bewässerung von landwirtschaftlichen Nutzflächen wiederverwendet. Hierbei ist unklar, ob es dadurch zu einer Anreicherung von Antibiotika sowie Antibiotika-resistenten Bakterien und Resistenzgenen in der Umwelt kommt. Im Rahmen des interdisziplinären Projektes 'ANSWER' sollen diese Prozesse näher untersucht werden.
Eine vielversprechende Alternative zur zeitaufwendigen Erfassung von Pathogenen Keimen im Wasser ist die Detektion fäkaler Pigmente (FP) mittels 2D Fluoreszenzspektroskopie. Das Gesamtziel des Vorhabens besteht in der Entwicklung einer feldtauglichen Einheit zur online-Detektion von Fäkalpigmenten im Wasser. Zu diesem Zweck sind Folgende Teilziele zu erreichen: Entwicklung einer neuartigen analytischen Einheit, bestehend aus einem 2D- Fluoreszenzsensor und einem automatischen Anreicherungssegment. Entwicklung einer Software zur online-Auswertung der Signale Erlangung des grundlegenden Verständnisses zur Indikatorfunktion von FP gegen pathogene Keime, Bau eines Demonstrators zur Erfassung dieser Verunreinigung Entwicklung eines Leitfadens für die Anwendung der Einheit und die Interpretation der Messungen. Entwicklung und Bau der Feldanreicherung, Optimierung des Fluoreszenzsensors (bbe) Bau eines Prototyps einer automatischen Anreicherung nach den Vorgaben von Spectro Test der Anreicherung im Labor von bbe Modifikation des online-fähigen Fluoreszenzsensors Test der Entwicklung in Indien und Deutschland (all partners) Durchführung von Testmessungen mit der Anlage im Labormaßstab Durchführung eines Feld-Messprogramms unter Beteiligung der Partner in Indien und Deutschland Evaluierung der Entwicklung und der Messungen (alle Partner) Präsentation der Ergebnisse im Rahmen eines gemeinsamen Workshops Gemeinsame Bewertung der Ergebnisse in Bezug auf Referenzmessungen (LC-MS, Mikrobiologie) Ableitung nötiger Modifikationen in Hard- und Software.
Das vorgeschlagene Unterprojekt 'Die Bedeutung mariner Fischparasiten für die Nahrungsmittelsicherheit und deren Verbindung zur Meeresverschmutzung' soll die Bedeutung von parasitischen Organismen für die Verwendung von kommerziell bedeutenden Fischarten in der stark genutzten Bucht von Jakarta als Nahrungsmittel für die lokale Bevölkerung bzw. für die Exportwirtschaft untersuchen. Besonderes Augenmerk liegt dabei auf der Erfassung von Fischparasiten in der Muskulatur bzw. als freie Wanderformen in den Eingeweiden. Die molekulare Identifizierung von anisakiden Nematoden ermöglicht eine tatsächliche Bewertung der Gefahr von Krankheiten wie bspw. der Anisakiasis für die örtliche Bevölkerung. Der Nachweis von anderen Parasitenlarven kann Hinweise auf die Gefahr von möglichen Allergien bei den Fischkonsumenten liefern. Aufbauend auf den Ergebnissen der Projekte SPICE I-II werden Fischparasiten aus der Jakarta Bucht im Vergleich zu anderen indonesischen Regionen untersucht. Für die Fischuntersuchungen und Diagnostik der nachgewiesenen Parasitenarten werden standardparasitologische und molekulargenetische Methoden verwendet. Die im Rahmen von SPICE I-II erarbeiteten Methoden für die Nutzung von Fischparasiten als biologische Verschmutzungsindikatoren sowie deren Funktion als Akkumulationsindikatoren von Schwermetallen werden in der stark beeinträchtigten Jakarta Bucht in Kooperation mit den anderen Unterprojekten angewendet.
Neueste Erkenntnisse zeigen einen Zusammenhang von Evolution und Verbreitung von Antibiotikaresistenzen in Kliniken und urbanen Umwelthabitaten. Das übergeordnete Ziel des Verbundvorhabens ist es daher, die Rückkopplung Mensch oder Tier in die Umwelt hinein sowie aus dem Umweltbereich zurück zum Menschen aufzuzeigen. Um gezielt die Ausbreitung sowie die Reduktion durch Wasseraufbereitungsprozesse von antibiotikaresistenten Bakterien und deren Resistenzgene kontrollieren zu können, müssen Kultur-basierte und molekularbiologische Nachweisverfahren für den Umweltbereich definiert werden. Diese Definition von Nachweisverfahren soll im Rahmen des Verbundprojektes durchgeführt werden. Nach der Festlegung der Nachweisverfahren werden diese am TZW etabliert und für die Untersuchung von Rohwasserproben und Proben aus der Trinkwasseraufbereitung eingesetzt. Des weiteren sollen Microbial Source Tracking-Verfahren zum Einsatz kommen. Diese neuen vorwiegend molekularbiologischen Methoden haben das Potential, die Herkunft von Fäkaleintragen möglichen Quellen zuzuordnen. Im Rahmen des Forschungsvorhabens soll geprüft werden, ob diese molekularbiologischen Werkzeuge zusätzlich Informationen zur Herkunft von bestimmten Antibiotikaresistenzen liefern können. Das TZW ist an folgenden Arbeiten beteiligt: 1) Definieren von Kultur-basierten und molekularbiologischen Nachweisverfahren von Antibiotikaresistenzen für den Umweltbereich. 2) Untersuchung von Rohwasserproben mit den neu definierten Nachweisverfahren. 3) Untersuchung von Proben aus der Trinkwasseraufbereitung und Erfassung ihres Eliminationspotentials hinsichtlich Antibiotikaresistenzen 4) Prüfung des Einsatzes von molekularbiologischen Microbial Source Tracking-Werkzeugen für die Herkunftsbestimmung von Antibiotikaresistenzen.
Im Water JPI StARE werden u.a. Auswirkungen von Abwasserbehandlungen auf Microbiome und Resistome untersucht. Das beschriebene Vorhaben ist das Teilprojekt 2 im WP 4: Ziel ist die Simulation von Konzentration und Ausbreitung ausgewählter chemischer Inhaltsstoffe und physikalischer Parameter (z.B. O2, Phosphat, pH, BSB, CSB) sowie mikrobiologischer Organismengruppen (antibiotikaresistente Bakterien) von Kläranlagenausläufen im Vorfluter mittels eines hydrodynamischen 1D/2D-Modells. Zur Anwendung kommt das Hydrodynamische Wellenablaufmodell HDWAM, mit dem instationäre 1D/2D-Simulationen für das Hauptbett und für die Vorländer gerechnet werden. Für die spezielle Fragestellung erfolgen entsprechende Programmanpassungen für das HDWAM, mit denen Änderungen der Partikel- bzw. Parameterkonzentration für definierte Ausgabepunkte entlang des Modellgewässers simuliert werden können. Weiter können instationäre Simulationsläufe für verschiedene Abflusssituationen wie Hochwasser definierter Jährlichkeiten, Hochwasser infolge Starkregen sowie Mittel- und Niedrigwasserzustände erfolgen. Die Simulationsergebnisse sollen, soweit möglich, anhand von chemisch/physikalischen Proben entlang der Simulationsstrecke sowie von entsprechenden Proben zur Bakterienkonzentration im Fließgewässer verifiziert werden.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 137 |
| Kommune | 5 |
| Land | 21 |
| Wirtschaft | 6 |
| Wissenschaft | 69 |
| Zivilgesellschaft | 7 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 137 |
| License | Count |
|---|---|
| Offen | 137 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 133 |
| Englisch | 21 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Dokument | 1 |
| Keine | 55 |
| Webseite | 82 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 95 |
| Lebewesen und Lebensräume | 131 |
| Luft | 95 |
| Mensch und Umwelt | 136 |
| Wasser | 126 |
| Weitere | 137 |