Forekomst av antibiotikaresistens hos E. coli i akvatiske miljø i Trondheim

Abstract

Antibiotikaresistens (AR) er en av nåtidens største globale helseutfordringer. Den voksende resistensen blant bakteriene truer medisinsk behandling og utviklingen omtales ofte som en stille pandemi. Spesielt fremveksten og spredningen av multiresistente bakterier vekker stor bekymring da de begrenser behandlingsmulighetene med antibiotika. Verdens helseorganisasjon (WHO) fremhever bakterier fra familien Enterobacteriaceae som produserer β-laktamaser med utvidet spektrum (ESBL), som en av de største truslene.

Havet, som endelig mottaker av vann fra elver, avrenning og avløp, blir et samlingspunkt for mikroorganismer og rester av antibiotika. Disse vannmiljøene fungerer som reservoar og spredningsvei, hvor resistensgener kan overføres til patogene bakterier. Derfor er det viktig å øke kunnskap om hvilken rolle akvatiske miljø har i utvikling og spredning av AR, noe som har fått mer oppmerksomhet innen forskningen de seneste årene.

Målet med denne bacheloroppgaven var å kartlegge omfanget og øke kunnskapen om antibiotikaresistente E. coil bakterier fra akvatiske miljøer i Trondheim, både fra avløpsvann, sjøvann og ferskvann. Oppgaven er utført i samarbeid med det internasjonale forskningsprosjektet Probing Antibiotic Residues and Resistance Transfer in Aquatic Environments (PARRTAE). Det ble tatt vannprøver fra Trondheimsfjorden for å isolere E. coli og ESBL-positive E. coli. I tillegg ble et utvalg på 59 presumptive ESBL-produserende E. coli stammer fra tidligere prøvetaking i prosjektet testet for resistens mot et panel på 15 antibiotika. Utvalgte isolater fra resistenstestingen ble sendt til Universitetet i Gøteborg for konjugasjonsforsøk. Denne oppgaven viste funn av multiresistente E. coli-stammer ved alle prøvepunkter, som indikerer bred forekomst av multiresistens i akvatiske miljø i Trondheim. Det ble observert høy grad av resistens mot ampicillin og cefotaxim, men ingen resistens mot meropenem. Resultatene indikerer viktigheten av videre undersøkelse av akvatisk miljø som reservoar og spredningspunkt for AR. En felles innsats på globalt nivå vil være essensielt for å nå målet om å bekjempe utviklingen av AR.

Antibiotic resistance (AR) is one of the greatest global health challenges of our time. The increasing resistance among bacteria threatens medical treatments, and this growth is often referred to as a silent pandemic. The emergence and spread of multi-resistant bacteria are particularly alarming as they limit treatment options with antibiotics. The World Health Organization (WHO) highlights bacteria from the Enterobacteriaceae family that produce extended-spectrum β-lactamases (ESBL) as one of the major threats.

The ocean, as the ultimate recipient of water from rivers, runoff, and sewage, becomes a gathering point for microorganisms and residues of antibiotics. These aquatic environments act as reservoirs and pathways for dissemination, where resistance genes can be transferred to pathogenic bacteria. Therefore, it is crucial to enhance knowledge about the role aquatic environments play in the development and spread of AR, which has gained more attention in research in recent years.

The aim of this bachelor's thesis was to map the extent and increase knowledge about antibiotic-resistant E. coli bacteria from aquatic environments in Trondheim, including from wastewater, seawater, and freshwater. The thesis was conducted in collaboration with the international research project Probing Antibiotic Residues and Resistance Transfer in Aquatic Environments (PARRTAE). Water samples from the Trondheim Fjord were taken to isolate E. coli and ESBL-positive E. coli. Additionally, a selection of 59 presumptive ESBL-producing E. coli strains from earlier sampling in the project were tested for resistance against a panel of 15 antibiotics. Selected isolates from the resistance testing were sent to the University of Gothenburg for conjugation experiments. This thesis revealed findings of multi-resistant E. coli strains at all sampling points, indicating a widespread occurrence of multi-resistance in aquatic environments in Trondheim. A high frequency of resistance was observed against ampicillin and cefotaxime, but no resistance against meropenem was found. The results underline the importance of further research into aquatic environments as reservoirs and dissemination points for AR. A collective effort on a global level will be essential to achieve the goal of combating the development of AR.