Antimicrobial resistance in Escherichia coli isolated from marine animal species of the North and Baltic Sea

Antibiotikaresistenzen sind ein besorgniserregendes Problem im globalen Gesundheitswesen, das sowohl die Human- als auch die Veterinärmedizin betrifft. Es umfasst die Resistenzentwicklung von Bakterien gegen Antibiotika, wodurch eine Therapie von bakteriellen Erkrankungen verhindert wird und es zu einer Zunahme von Erkrankungen und Todesfällen kommt. Antibiotika haben einen positiven Selektionsdruck auf Bakterien, der zu einer Zunahme von Resistenzen führt. Resistenzen können zudem zwischen verschiedenen Bakterien mittels horizontalem Genaustausch übertragen werden, was kommensale Bakterien zu einem Reservoir für Resistenzgene macht, die jederzeit an pathogene Bakterien übertragen werden können. Ein weiteres wichtiges und unterschätztes Reservoir stellt die Umwelt mit ihren verschiedenen Ökosystemen dar. Obgleich Antibiotikaresistenzen natürlicher Weise in der Umwelt vorkommen, sind die derzeitigen, hohen Resistenzraten in der Umwelt vor allem auf anthropogene Einflüsse zurück zu führen, wodurch diese auch als Umweltverschmutzung angesehen werden können. Die vorliegende Studie untersucht den Verschmutzungsgrad der Nord- und Ostsee mit antibiotikaresistenten Keimen. Dafür wurden Escherichia coli (E. coli) in einer Meeresvogelart, vier Meeressäugerarten und diversen Meeresfischen auf ihre Antibiotikaresistenz untersucht, wobei diese Wildtiere als Bioindikatoren für den Zustand in Nord- und Ostsee verwendet wurden. Die Resistenz-Phänotypen und Genotypen der E. coli Isolate wurden mittels Disk-Diffusionstest und Polymerasekettenreaktionen (PCR) bestimmt. Hohe Antibiotikaresistenzraten wurden in Kormoranen und den vier Meeressäugerarten festgestellt, wohingegen aus keiner der Fischproben resistente E. coli isoliert werden konnten. Besonders besorgniserregend sind die hohen Resistenzraten gegen Streptomycin, da dieses in der Beobachtungsgruppe der WHO „Access, Watch, Reserve“ aufgeführt ist. Multiresistenzen wurden insbesondere in E. coli von Kormoranen und Schweinswalen gefunden. Mittels PCR wurden die E. coli Isolate zudem den vier phylogenetischen Hauptgruppen zugeordnet. Diese Klassifikation erlaub eine grobe Einteilung der Isolate in Kommensale und Pathogene, wobei die Isolate der Robben den höchsten Anteil an potentiellen Pathogenen zeigten. Zusätzlich wurde ein Viertel der Vogelisolate als vogel-pathogen klassifiziert. Die Ergebnisse dieser Studie bestätigen Kormorane und Meeressäuger als Bioindikatoren für die Verschmutzung der Umwelt mit Antibiotikaresistenzen. Die Überwachung dieser Art der Umweltverschmutzung ist wichtig, um neue Multiresistenzen sowie Resistenzen gegen Reserveantibiotika frühzeitig zu erkennen. Antibiotikaresistenzen stellen ein Gesundheitsrisiko für Menschen, Haus- und Nutztiere dar, in deren Erhalt und Verbreitung Wildtiere und die Umwelt verwickelt sind, wodurch Antibiotikaresistenzen unter den Ansatz One Health fallen.