Monitoring a charakterizácia E. coli rezistentných voči antibiotikám v stabilizovanom kale

Mikroorganizmy rezistentné voči antibiotikám sú dôvodom obáv mnohých odvetí. Postupné rozširovanie rezistentných baktérií v životnom prostredí sa stáva hrozbou pre zdravie človeka. Väčšinou sa rezistencia voči antibiotikám vyvíja, resp. zvyšuje v dôsledku génovej mutácie alebo expresie exogénneho genetického materiálu, ktorý bol získaný a vložený do pôvodného genómu, ako aj klonálnou disemináciou. V našej práci sme sa zamerali na analýzu stabilizovaných kalov z komunálnych čistiarní odpadových vôd (ČOV) z hľadiska prítomnosti koliformných baktérií a ich odolnosti voči antibiotikám. Tendencia rastu aplikácie stabilizovaného kalu do poľnohospodárskej pôdy, hlavne kvôli efektívnemu využitiu kalu ako hnojiva, nesie so sebou aj nepreskúmané nástrahy mikrosveta. Aj napriek tomu, že ČOV využívajú viaceré biologické či mechanické procesy slúžiace na prečistenie kalov a jeho stabilizáciu, kal na výstupe z ČOV môže obsahovať mikropolutanty, ktoré nie sú legislatívne sledované. Preto sme sa zamerali na monitoring rezistentných Escherichia coli (čeľaď Enterobacteriaceae), kde prevažná väčšina jej kmeňov je stálou súčasťou črevnej mikroflóry ľudí a zvierat. Vzorky stabilizovaného kalu sme odoberali z dvoch bratislavských ČOV a to ČOV Bratislava – Vrakuňa (kal 1) a ČOV Bratislava – Petržalka (kal 2). Na kultiváciu sme použili selektívne diagnostické živné médium (Chromocult agar), pričom na selekciu rezistentných kmeňov boli do média pridané rôzne antibiotiká (ampicilín, gentamicín, tetracyklín, ciprofloxacín, chloramfenikol). Koncentrácie antibiotík boli zvolené na základe hraníc rezistencie dané európskymi štandardmi podľa EUCAST ako aj americkými podľa CLSI. Celkový počet E. coli vo vzorkách kalu bol približne 10⁷ KTJ/g, pričom v oboch vzorkách prevažovali hlavne rezistenty voči ampicilínu a gentamicínu (10⁵ – 10⁶ KTJ/g). Následne sme z najvyšších koncentrácií izolovali jednotlivé kmene E. coli, a stanovili ich citlivosť na ostatné antibiotiká. Najvyššia miera rezistencie u všetkých izolovaných kmeňov bola pozorovaná v prípade ampicilínu, kedy väčšina kmeňov odolávala aj koncentrácii 200 μg/ml. Kmene izolované z kalu 2 vykazovali vyššiu odolnosť voči antibiotikám a až 60% z nich bolo multirezistentných. Kmene izolované z kalu 1 mali iba o 10% nižšiu multirezistenciu. V druhej časti práce sme detegovali schopnosť tvorby biofilmu izolovaných rezistentných kmeňov E. coli v porovnaní s modelovou E. coli. Ako pozitívna kontrola bol použitý zbierkový kmeň Pseudomonas aeruginosa. Najvyššiu schopnosť tvorby biofilmu sme zaznamenali u izolátu z kalu 1, ktorý zároveň vykazoval vysokú rezistenciu voči ampicilínu. Izoláty z kalu 2 vykazovali prevažne podobné hodnoty biofilmu ako zbierková E. coli.