Monitoring antimicrobial resistance in aquatic environments: a combination of culture methods and qPCR

Result code in IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F00020711%3A_____%2F25%3A10155418" target="_blank" >RIV/00020711:_____/25:10155418 - isvavai.cz</a>

Result on the web

<a href="https://cenia.gov.cz/wp-content/uploads/2025/11/ZPPZ_2025_sbornik.pdf" target="_blank" >https://cenia.gov.cz/wp-content/uploads/2025/11/ZPPZ_2025_sbornik.pdf</a>

DOI - Digital Object Identifier

—

Result language

čeština

Original language name

Sledování antimikrobiální rezistence ve vodním prostředí: kombinace kultivačních metod a qPCR

Original language description

Antimikrobiální rezistence (AMR) představuje schopnost mikroorganismů, jako jsou bakterie, přežívat působení léčiv, která byla dříve účinná. Tento fenomén vzniká především v důsledku nadměrného a nevhodného užívání antibiotik u lidí a zvířat, což umožňuje bakteriím vyvinout obranné mechanismy a způsobit infekce, které jsou obtížně léčitelné. Rezistentní mikroorganismy se do vodního prostředí dostávají zejména prostřednictvím odpadních vod z domácností, zdravotnických zařízení a zemědělské výroby. Čistírny odpadních vod (ČOV) hrají zásadní roli při snižování tohoto typu znečištění, avšak zároveň mohou fungovat jako místa, kde se mohou rezistentní bakterie a geny rezistence koncentrovat a dále šířit, zejména pod selekčním tlakem zbytků farmak, těžkých kovů, dezinfekcí, mikroplastů atp. Jelikož současné technologie čištění nedokáží tyto mikroorganismy a jejich genetickou informaci zcela odstranit, dochází k jejich průniku do povrchových vod, což představuje riziko pro veřejné zdraví i ekosystémy.V rámci nového výzkumného tématu Centra Voda &quot;Voda a zdraví&quot; (WP8) sledujeme AMR v odpadních a povrchových vodách nad a pod velkými ČOV. Pomocí kultivačních metod izolujeme kmeny Escherichia coli, které testujeme na citlivost vůči sadě deseti vybraných antibiotik, a cíleně se zaměřujeme na izolaci kmenů produkujících širokospektré β-laktamázy (ESBL), které dosahují čím dál většího významu na poli veřejného zdraví. Kromě tradičních kultivačních metod izolujeme nukleové kyseliny přímo z filtrovaných vzorků vod. Molekulárně biologickou analýzou kvantitativní PCR (qPCR) následně detekujeme a kvantifikujeme vybrané geny rezistence, jako jsou např. blaCTX-M1 (rezistence k ß-laktamům) a blaKPC (rezistence ke karbapenemům), stejně jako geny související s mobilními genetickými elementy (intI1), které zvyšují potenciál genového přenosu rezistence. Kombinace fenotypových a genotypových přístupů umožňuje komplexní hodnocení rozšíření AMR, identifikaci rizikových lokalit a poskytuje data využitelná pro návrh preventivních opatření a integraci indikátorů AMR do monitorovacích programů kvality vod. Do budoucna budeme rozšiřovat portfolio kultivovaných druhů a zaměříme se i na kmeny rezistentní ke karbapenemům (např. Klebsiella pneumoniae), které slouží jako antibiotika poslední volby a mají tedy enormně důležitý klinický význam. Budou prezentovány aktuální výsledky, které nastíní stávající situaci výskytu antimikrobiální rezistence ve vodním prostředí českých toků.

Czech name

Sledování antimikrobiální rezistence ve vodním prostředí: kombinace kultivačních metod a qPCR

Czech description

Antimikrobiální rezistence (AMR) představuje schopnost mikroorganismů, jako jsou bakterie, přežívat působení léčiv, která byla dříve účinná. Tento fenomén vzniká především v důsledku nadměrného a nevhodného užívání antibiotik u lidí a zvířat, což umožňuje bakteriím vyvinout obranné mechanismy a způsobit infekce, které jsou obtížně léčitelné. Rezistentní mikroorganismy se do vodního prostředí dostávají zejména prostřednictvím odpadních vod z domácností, zdravotnických zařízení a zemědělské výroby. Čistírny odpadních vod (ČOV) hrají zásadní roli při snižování tohoto typu znečištění, avšak zároveň mohou fungovat jako místa, kde se mohou rezistentní bakterie a geny rezistence koncentrovat a dále šířit, zejména pod selekčním tlakem zbytků farmak, těžkých kovů, dezinfekcí, mikroplastů atp. Jelikož současné technologie čištění nedokáží tyto mikroorganismy a jejich genetickou informaci zcela odstranit, dochází k jejich průniku do povrchových vod, což představuje riziko pro veřejné zdraví i ekosystémy.V rámci nového výzkumného tématu Centra Voda &quot;Voda a zdraví&quot; (WP8) sledujeme AMR v odpadních a povrchových vodách nad a pod velkými ČOV. Pomocí kultivačních metod izolujeme kmeny Escherichia coli, které testujeme na citlivost vůči sadě deseti vybraných antibiotik, a cíleně se zaměřujeme na izolaci kmenů produkujících širokospektré β-laktamázy (ESBL), které dosahují čím dál většího významu na poli veřejného zdraví. Kromě tradičních kultivačních metod izolujeme nukleové kyseliny přímo z filtrovaných vzorků vod. Molekulárně biologickou analýzou kvantitativní PCR (qPCR) následně detekujeme a kvantifikujeme vybrané geny rezistence, jako jsou např. blaCTX-M1 (rezistence k ß-laktamům) a blaKPC (rezistence ke karbapenemům), stejně jako geny související s mobilními genetickými elementy (intI1), které zvyšují potenciál genového přenosu rezistence. Kombinace fenotypových a genotypových přístupů umožňuje komplexní hodnocení rozšíření AMR, identifikaci rizikových lokalit a poskytuje data využitelná pro návrh preventivních opatření a integraci indikátorů AMR do monitorovacích programů kvality vod. Do budoucna budeme rozšiřovat portfolio kultivovaných druhů a zaměříme se i na kmeny rezistentní ke karbapenemům (např. Klebsiella pneumoniae), které slouží jako antibiotika poslední volby a mají tedy enormně důležitý klinický význam. Budou prezentovány aktuální výsledky, které nastíní stávající situaci výskytu antimikrobiální rezistence ve vodním prostředí českých toků.

Type

O - Miscellaneous

CEP classification

—

OECD FORD branch

10606 - Microbiology

Project

<a href="/en/project/SS02030027" target="_blank" >SS02030027: Water systems and water management in the Czech Republic in conditions of climate change</a><br>

Continuities

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Publication year

2025

Confidentiality

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů