Wissenschaftliche Untersuchung

Resistente Keime gelangen über Fäkalien in die Donau

Die Hauptquelle antibiotikaresistenter Bakterien in Flüssen sind fäkale Verschmutzungen durch den Menschen. Über Abwässer gelangen sie in die Donau.

Sarah Marie Piskur
Resistente Keime gelangen über Fäkalien in die Donau
Der Biofilm gibt bessere Aufschlüsse über resistente Keime, als das Wasser selbst
(Symbolbild) AdobeStock / Dr_Microbe

Jährlich sterben europaweit tausende Menschen an den Folgen einer Infektion mit antibiotika-resistenten Bakterien. Das Robert Koch Institut (RKI) schätzt die Zahl der Todesfälle 2019 auf etwa 91.000 Tote jährlich. Zurückzuführen ist das laut der Karl Landsteiner Privatuniversität Krems unter anderem auf den gehäuften Einsatz von Antibiotika in Medizin und Landwirtschaft.

In zwei wissenschaftlichen Untersuchungen konnte nun die Hauptquelle von Antibiotika-resistenten Bakterien (ABR) in der Donau nachgewiesen werden. Wie sich zeigte, gibt der Biofilm im Fluss einen besseren Aufschluss über Hotspots entlang des Flusslaufes als das Wasser selbst.

Vom Abwasser in den Fluss

Der sogenannte Biofilm ist ein gemeinschaftlicher Zusammenschluss von Mikroorganismen, die an festen Oberflächen im Gewässer wie Steinen, Pflanzen oder Sedimenten haften. Diese Mikroorganismen bilden eine gemeinsame Schleimschicht (extrazelluläre Matrix) wodurch ein stabiler "Film" entsteht.

Weltweit gelten Krankenhäuser als Haupt-Hotspot für die Entstehung resistenter Keime. Hier werden antibiotika-resistente Bakterien oder deren Gene direkt zwischen Patientinnen ausgetauscht. Über Abwässer der Krankenhäuser gelangen diese Bakterien schließlich über Kläranlagen in aquatische Ökosysteme wie Flüsse und Seen. Dort sind sie dann im Wasser und im Biofilm nachweisbar.

Mehrere Unis forschten gemeinsam

In einer kooperativen Studie untersuchten das Uniklinikum St. Pölten, die Karl Landsteiner Uni Krems und die Medizinische Universität Graz die Resistenzmuster des Bakteriums Escherichia coli (E. coli) in menschlichen Isolaten und Umweltproben aus der Donau. "E. coli ist dafür ein sehr gut geeigneter Modellorganismus: Er ist als Haupterreger von Harnwegsinfekten weit verbreitet, besiedelt oft auch undichte Harnkatheter von Klinikpatientinnen und -patienten", erklärt Andreas Farnleitner, Leiter des ICC Water and Healt an der KL Krems und TU Wien. Das Bakterium wird in Gewässern als Indikator für ABR-Bakterien verwendet und sogar von der Weltgesundheitsorganisation (WHO) als Anzeiger für Antibiotikaresistenzen empfohlen.

Resistenzmuster entlang der Donau

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    In einer gemeinsamen Untersuchung erforschten die KLU Krems, das Uniklinikum St. Pölten und die Meduni Graz die Resistenzmuster von Bakterien entlang der Donau
    In einer gemeinsamen Untersuchung erforschten die KLU Krems, das Uniklinikum St. Pölten und die Meduni Graz die Resistenzmuster von Bakterien entlang der Donau
    Ernst Weingartner / Weingartner-Foto / picturedesk.com

    Weltweite Verbreitung durch Flüsse

    Für die globale Verbreitung von ABR in der Umwelt sind große Flüsse besonders kritische Ökosysteme, weil sie stark von Abwasserbelastungen betroffen sein können und gleichzeitig Lebensadern darstellen. In Biofilmen der Donau konnten resistente Bakterien nachgewiesen werden, die sogar ESBL-Gene trugen. Das bedeutet, dass diese Bakterien Enzyme produzieren können, die sie gegen Beta-Lactam-Antibiotika resistent machen. Das erschwert in weiterer Folge die Behandlung einer Infektion mit diesen Bakterien.

    Verständnis über das Vorkommen, die Verbreitung und die Haupttreiber von ABR-Bakterien entlang ganzer Flussläufe fehlte bisher aber weitgehend. Nun wurden Muster und Hotspots auf 2.311 Kilometern entlang der schiffbaren Donau untersucht. "Das so gewonnene umfassende Verständnis bildet die Grundlage für ein gezieltes Management zur Reduzierung der Verbreitung von ABR in Flussgebieten", so Alexander Kirschner, Forscher an der Karl Landsteiner Uni, der MedUni Wien und stellvertretender Leiter des ICC. Mit der gewonnenen Datenbank soll es zukünftig möglich sein, Trends in der Verbreitung von Antibiotikaresistenten Bakterien zu bewerten.

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      HEUTE/Helmut Graf

      Auf den Punkt gebracht

      • Antibiotikaresistente Bakterien gelangen durch fäkale Verschmutzung in die Donau und stellen eine ernsthafte Bedrohung für die Gesundheit dar
      • Die Hauptquelle dieser Bakterien ist fäkale Verschmutzung durch den Menschen, die über Abwässer in die Flüsse gelangt
      • Eine Kooperation von drei Universitäten hat das Resistenzmuster des Bakteriums Escherichia coli in menschlichen Isolaten und Umweltproben aus der Donau untersucht und festgestellt, dass große Flüsse kritische Ökosysteme für die Verbreitung von antibiotikaresistenten Bakterien sind
      SaPi
      Akt.