Wissenschaftliches Gesamtkonzept

Hintergrund

Zunehmend werden antibiotikaresistente Bakterien auch aus der ambulanten Bevölkerung isoliert, gleichzeitig sinkt die Anzahl neu zugelassener Antibiotika. Die moderne Medizin steht vor dem Problem, dass Infektionen unter Umständen mit erheblichem Mehraufwand behandelt werden müssen oder im schlimmsten Fall nicht therapierbar sind. Dieses Problem wird u.a. von der WHO als eine Bedrohung für die Weltbevölkerung definiert und fordert Strategien zur Unterbrechung der Antibiotikaresistenzzunahme bei Krankheitserregern.Enterobacteriaceae auf Selektivagar. Das Bild zeigt Enterobakterien auf einer Platte, die sich pink verfärbt hat. Wenn solche Bakterien Resistenzen entwickeln, können sie schwer behandelbare Infektionen auslösen.


Die Partner des HyReKA-Verbundprojekts haben sich zum Ziel gesetzt, Eintragspfade von antibiotikaresistenten Bakterien, Antibiotikaresistenzgenen und Antibiotikarückständen von Mensch oder Tier in die Umwelt qualitativ und quantitativ zu charakterisieren (Source Dissemination) und die Ausbreitung in die Umwelt mit geeigneten technischen Verfahren zu unterbrechen. Ebenso soll die Rückkopplung zurück zum Menschen durch Kontakt mit Wasser, Abwasser oder in Kliniken untersucht werden (Microbial Dissemination). Schließlich soll die Rückverfolgbarkeit von Antibiotika-resistenten Erregern und Resistenzgenen aus Abwässern auf deren Ursprungsorte im Sinne des Microbial Source Tracking geprüft werden. Im Gegensatz zu früheren Projekten werden hierbei klassische hygienisch-mikrobiologische Verfahren mit modernen molekularbiologischen Methoden kombiniert, um Risikopotentiale gesichert aufzuzeigen. 


Das Risiko für die menschliche Gesundheit wird dabei daran gemessen werden, welches Potential zur Resistenzverbreitung bzw. Resistenzdiskriminierung vorliegt, bzw. ob und wie sich die klinisch relevanten multi-resistenten Bakterien bis hin zu anthropogen genutzten Gewässern und den menschlichen Konsumgütern selbst (z. B. Fleischprodukte, Trinkwasser) oder Ressourcen zu deren Herstellung (z. B. Rohwasser) verhalten. 
Die Untersuchungen sollen außerdem die Erstellung eines Bewertungskonzepts ermöglichen, das dazu führt, dass Kontaminationsquellen identifiziert werden können, die den größten Anteil der mikrobiologischen Belastung eines Gewässers ausmachen. Das ist wichtig, denn die Abwasserqualität hat einen direkten Einfluss auf die Qualität eines Rohwassers, das z.B. für die Trinkwasseraufbereitung genutzt wird. Auch dem klinischen Abwasser als Infektionsreservoir wird zukünftig bei der Ausbruchskontrolle Antibiotika-resistenter Gram-negativer Erreger eine viel größere Bedeutung zugemessen werden.Außenansicht des Klärwerks Steinhäule bei Neu-Ulm. Die hochmoderne Kläranlage hat insgesamt vier Reinigungsstufen, eine fünfte ist in Planung. Diese soll antibiotikaresistente Bakterien eliminieren.

Durch eine Reduktion der Antibiotikaresistenzemission und deren Kontrolle könnten nicht nur Einsparungen im Gesundheitswesen erzielt werden, wenn weniger Reserveantibiotika verschrieben und bakterielle Infektionen dadurch kostengünstiger behandelt werden, es kann auch die Wirksamkeit von neuen Antibiotika längerfristig geschützt werden. Dazu können bereits  im sanitärtechnischen klinischen Umfeld mit direkter Exposition des Menschen und agroindustriellen bzw. kommunalen Abwasserbereich technische Anstrengungen dazu dienen, eine verbesserte mikrobiologische Abwasserqualität zu erzielen. 

Die Arbeit im Verbund

Der HyReKA Verbund ist interdisziplinär – Mit den Forschern des Universitätsklinikums Bonn sind Spezialisten für die Bereiche Hygiene, Medizinische Mikrobiologie, Chemie und Medizinische Geografie involviert. Die Beteiligung der Institute für Tierwissenschaften und Ernährungs- und Lebensmittelwissenschaften der Universität Bonn sorgt für Expertise in der Fleisch erzeugenden Kette von der Primärproduktion bis zur Verarbeitung. Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist mit dem Institut für Funktionelle Grenzflächen und dem Institut für Mikrostrukturtechnik beteiligt. Neben der molekularbiologischen Expertise auf dem Gebiet der bakteriellen Resistenzforschung werden am KIT auch innovative Technologien zur Biofilmsensorik entwickelt. Die TU Dresden ist mit dem Institut für Hydrobiologie an der Identifizierung von Eintragspfaden von Antibiotika-resistenten Krankheitserregern beteiligt, während das ISA der RWTH Aachen siedlungswasserwirtschaftliche Kenntnisse einbringt. Das DVGW Technologiezentrum Wasser aus Karlsruhe ist innovativ und erfahren auf dem Gebiet des Microbial Source Tracking, weiterhin sind kommunale Partner wie der Erftverband Bergheim, der Zweckverband Klärwerk Steinhäule (Neu-Ulm) und der Oldenburgisch-Ostfriesische Wasserverband (OOWV) beteiligt. Für den Bereich innovative Abwassertechnologie liefert der Industriepartner Xylem Services GmbH die technischen Voraussetzungen für die Elimination/Reduktion der kritischen Mikroorganismen. Für regulatorische Fragen ist das Umweltbundesamt in Bad Elster ein wichtiger Partner im Verbund.

Förderung

Das BMBF-Verbundprojekt HyReKA ist Teil der BMBF-Fördermaßnahme „Risikomanagement von neuen Schadstoffen und Krankheitserregern im Wasserkreislauf (RiSKWa)“ im Förderschwerpunkt „Nachhaltiges Wassermanagement (NaWaM)“.

Förderkennzeichen: 02WRS1377, Förderzeitraum 01.02.2016 - 31.01.2019