PN-III-P4-ID-PCCF-2016-0114


 Administrator    14 Jan 2016
 None    Proiecte 2016

glinaStEp.jpg

Selecția și diseminarea genelor de rezistență la antibiotice de la nivelul stațiilor de epurare a apelor uzate în mediul acvatic și sectorul clinic

Selectia si diseminarea genelor de rezistenta la antibiotice de la nivelul statiilor de epurare a apelor uzate in mediul acvatic si sectorul clinic (RADAR)


 RADAR prezentare proiect
 RADAR_RST_2018
 RADAR_RST_2019
 RADAR_RST_2020


 Obiectivele proiectului
Obiectivele proiectului constau în:
  1. monitorizarea apariției și dinamicii unor compuși farmaceutic activi (PhAC) în timpul procesului de tratare a apelor reziduale (de la afluent la efluent); se urmărește realizarea unui studiu pilot în care vor fi investigați PhAC selectați (antibiotice beta-lactamice-ampicilină, cefalosporine de generația a treia și carbapeneme, fluorochinolone și macrolide), deoarece aceste molecule sunt prezente în cele mai reprezentative produse farmaceutice produse local și printre cel mai frecvent prescrise în România,
  2. caracterizarea structurilor comunităților bacteriene și stabilirea prevalenței BRA și GRA, în diferite medii acvatice;
  3. stabilirea corelațiilor dintre prezența anumitor poluanți și prezența anumitor BRA și ARG în diferite medii;
  4. studii ecotoxicologice pentru predicția toxicității acute și cronice a PhAC (datorită persistenței și bioacumulării) în mediul acvatic;
  5. analiza corelațiilor dintre consumul de antibiotice administrate în unitățile spitalicești de boli infecțioase, cuantificate în doze zilnice definite (DDD) și nivelul AR în unitățile de spitalizare respective;
  6. evaluarea variației și a dependenței dintre diferite variabile măsurate pe tot parcursul studiului pentru o înțelegere comprehensivă a epidemiologiei AR;
  7. proiectarea unei hărți a AR din clinică versus AR din mediul acvatic prin analiza comparativă a secvențelor GRA;
  8. stabilirea unor modele experimentale pentru predicția riscului de diseminare a AR în SEAU și în microbiota intestinală, prin studii de conjugare și de evaluare a contextului genetic al GRA
 Rezultate estimate

    Prin intermediul obiectivelor sale, acest proiect va contribui semnificativ la dezvoltarea cunoașterii privind impactul AR asupra mediului și asupra sănătății umane, un "domeniu fierbinte" de mare interes pentru sănătatea publică, industria alimentară și farmaceutică, agricultură, ecologia microbiană și protecția mediului. RADAR propune noi repere pentru studiul emergenței, controlul și limitarea AR. Planul de cercetare va permite identificarea și descrierea unor puncte critice în lanțul epidemiologic al RA și va evalua impactul acestora asupra agenților patogeni ESKAPE relevanți la nivel local, prin completarea datelor lipsă sau subevaluate cu date recente și congruente. Proiectul RADAR va contribui la o mai bună înțelegere a rolului SEAU ca rezervor de AR și la elucidarea, cel puțin parțială, a corelațiilor
dintre poluarea mediului cu PhAC, ca rezultat al presiunilor antropice și apariția AR în mediu.
  Evaluarea impactului antibioticelor asupra procesului de epurare a apelor reziduale, asupra comunităților bacteriene din SEAU și din efluenții acestora va furniza cunoștințe valoroase pentru identificarea soluțiilor manageriale și tehnice optime pentru tratarea apelor uzate și pentru evaluarea riscurilor de transmitere a RA legate de tratarea apei, cu evitarea consecințelor nedorite pentru microbiota mediului și sănătatea umană.
  Acest proiect va oferi prima hartă a RA în mediul clinic versus acvatic din România și primele date metagenomice privind RA din mediul acvatic din România.  Abordările genomice și metagenomice ar putea identifica noi determinanți genetici ai AR și împreună cu rezultatele estimării și predicției persistenței și toxicității antibioticelor în mediul acvatic ar putea reprezenta un punct de plecare pentru proiectarea în continuare a unor antibiotice noi sau mai eficiente.
  Acest studiu va defini, de asemenea, gradul de presiune selectivă exercitat de antibioticele utilizate în spitalele de boli infecțioase sau produse de industria farmaceutică asupra mediului acvatic și vor evidenția cele mai stricte măsuri de control necesare pentru a reduce această presiune selectivă.
  Analiza comparativă a secvențelor genelor AR din apele poluate și din clinică, provenite din diferite regiuni geografice, va permite stabilirea gradului de corelație între tulpinile clinice și cele din mediu și cunoașterea fluxului acestora din spitale în mediu și invers.

 (RO) Abstract
    Scopul proiectului RADAR este de a evalua prevalenta si diseminarea rezistentei la antibiotice (RA) in mediul acvatic poluat si de a compara rezistomul din mediul inconjurator cu cel clinic, pentru a distinge intre posibilele mecanisme de emergenta si de diseminare a RA.
Obiective stiintifice:
  1. investigarea rezistomului la nivelul statiilor de epurare a apelor uzate (SEAU) pentru a stabili prevalenta bacteriilor RA (BRA)/genelor de RA (GRA);
  2. evaluarea prezentei antibioticelor selectate si a produsilor de metabolizare a acestora (beta-lactamice, fluoroquinolone si macrolide) in afluentii si efluentii SEAU;
  3. analiza comparativa a BRA/GRA din ape reziduale si din probe clinice;
  4. evaluarea gradului in care prezenta/absenta GRA si abundenta lor relativa depinde de o serie de predictori geografici, hidrologici, fizico-chimici si microbiologici.
  5. Metodologie: probele de apa uzata vor fi recoltate din diferite puncte: 1000 m in amonte de SEAU, apa netratata si dupa diferite etape de tratare in SEAU, effluent si 200 m in aval de SEAU. Vor fi analizate probe de peste din apele de rau colectate dupa evacuarea efluentului statiei de epurare.
Se vor efectua urmatoarele analize:
  1. analize fizico-chimice si microbiologice standardizate;
  2. GC/MS si HPLC pentru cuantificarea antibioticelor selectate;
  3. izolarea pe medii cu antibiotice a bacteriilor rezistente din grupul de specii ESKAPE (Enterococcus faecium, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumanii, Pseudomonas aeruginosa, Enterobacter sp.);
  4. evaluarea rezistomului metagenomic in urma procesarii bioinformatice a datelor obtinute;
  5. analiza potentialului de transferabilitate a GRA si a riscului pentru sectorul clinic si mediu prin cartografierea locilor de insertie a elementelor transpozabile si studiul potentialului de mobilizare a genelor de rezistenta in bioreactor; elaborarea unui model de predictie a aparitiei BRA/GRA.
 (EN) Abstract

    The RADAR project aims to assess the prevalence and dissemination of antibiotic resistance (AR) from urban, clinical and industrial wastewater into the aquatic environment via wastewater treatment plants (WWTPs). Moreover, RADAR will give information on the environmental and clinical resistome, identifying the possible mechanisms of AR emergence and spread.

Scientific objectives:

  1. investigation of WTTPs resistome to establish the prevalence of AR bacteria (ARB)/genes (ARGs) in the environmental samples from upstream-WWTPdownstream transects;
  2. evaluation of selected antibiotics (beta-lactams, fluoroquinolones and macrolides) occurrence in both WWTP’ influent and effluent;
  3. comparative analysis of geographically and time related ARB/ARGs from wastewaters and clinical sources;
  4. assessing and prediction how the presence/absence of ARGs and their relative abundance depending on a class of geographical, hydrological, physico-chemical and microbiological factors.

Methodology: The urban, clinical, farming and industrial wastewater will be monitored by physico-chemical, microbiological methods and metagenomics throughout various steps, i.e.:
 - 1000 m upstream river, influent, different treatment steps inside WWTP, effluent and 200 m downstream river. Wild fish from the receiving river after discharge of WWTP effluent will be also analyzed.

The following analyses will be performed:

  1. LC/MS and HPLC techniques to monitor the levels of selected antibiotics;
  2. isolation and identification of ARB belonging to ESKAPE species;
  3. evaluation of metagenomic resistome by bioinformatic data processing;
  4. environmental and clinical ARGs and plasmids sequencing;
  5. analyzing the potential of ARGs for transferability and environmental/clinical risk by mapping the insertion loci of transposable elements and the ARGs potential to mobilize the resistance genes in a bioreactor model;
  6. elaboration of a prediction model for the occurrence of ARB/ARGs