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

Kód výsledku v 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>

Výsledek na webu

<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

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

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

Popis výsledku v původním jazyce

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.

Název v anglickém jazyce

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

Popis výsledku anglicky

Antimicrobial resistance (AMR) is the ability of microorganisms, such as bacteria, to survive the effects of drugs that were previously effective. This phenomenon arises mainly as a result of excessive and inappropriate use of antibiotics in humans and animals, which allows bacteria to develop defense mechanisms and cause infections that are difficult to treat. Resistant microorganisms enter the aquatic environment mainly through wastewater from households, healthcare facilities, and agricultural production. Wastewater treatment plants (WWTPs) play a crucial role in reducing this type of pollution, but at the same time they can act as places where resistant bacteria and resistance genes can concentrate and spread further, especially under the selective pressure of drug residues, heavy metals, disinfectants, microplastics, etc. Since current treatment technologies are unable to completely remove these microorganisms and their genetic information, they end up in surface waters, posing a risk to public health and ecosystems.As part of the Water Center&apos;s new research topic &quot;Water and Health&quot; (WP8), we monitor AMR in wastewater and surface water above and below large wastewater treatment plants. Using cultivation methods, we isolate Escherichia coli strains, which we test for sensitivity to a set of ten selected antibiotics, and we specifically focus on isolating strains that produce extended-spectrum β-lactamases (ESBL), which are becoming increasingly important in the field of public health. In addition to traditional cultivation methods, we isolate nucleic acids directly from filtered water samples. Using molecular biological analysis real-time qPCR (qPCR), we then detect and quantify selected resistance genes, such as blaCTX-M1 (ß-lactam resistance) and blaKPC (carbapenem resistance), as well as genes associated with mobile genetic elements (intI1) that increase the potential for gene transfer of resistance. The combination of phenotypic and genotypic approaches enables a comprehensive assessment of AMR spread, identification of risk locations, and provides data that can be used to design preventive measures and integrate AMR indicators into water quality monitoring programs. In the future, we will expand the portfolio of cultivated species and focus on carbapenem-resistant strains (e.g., Klebsiella pneumoniae), which serve as antibiotics of last resort and are therefore of enormous clinical importance. Current results will be presented, outlining the current situation of antimicrobial resistance in the aquatic environment of Czech rivers.

Druh

O - Ostatní výsledky

CEP obor

—

OECD FORD obor

10606 - Microbiology

Projekt

<a href="/cs/project/SS02030027" target="_blank" >SS02030027: Vodní systémy a vodní hospodářství v ČR v podmínkách změny klimatu</a><br>

Návaznosti

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

Rok uplatnění

2025

Kód důvěrnosti údajů

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