Gene expression and antibiotic resistance in Escherichia coli from Swedish inland waters

Den omfattande användningen av antibiotika inom både human- och veterinärmedicin antas skapa ett selektionstryck på bakterier som bidrar till en ökning av antibiotikaresistens. Förekomsten av antibiotikaresistenta mikroorganismer innebär en ökad risk för människors hälsa. Escherichia coli är gramnegativa stavbakterier som tillhör gruppen koliforma bakterier och används som indikatororganismer för fekal förorening (FIO) och för att bedöma mikrobiell vattenkvalitet. I denna studie undersöktes förekomsten av antibiotikaresistenta bakterier i svenska inlandsvatten samt hur uropatogena E. coli reagerar på miljövattnen.

Vattenprover togs vid flera platser i närheten av Örebro vid fyra tillfällen under 2010–2011. Vattnet filtrerades och indikatorbakterier isolerades. De högsta halterna av både E. coli och enterokocker uppmättes i Svartån, nära utloppet från avloppsreningsverket. Under studieperioden var 42 % av de antibiotikaresistenta E. coli‑stammarna och 24 % av enterokockerna multiresistenta (MDR). Av de multiresistenta E. coli‑stammarna producerade dessutom 15 % bredspektrum‑beta‑laktamas (ESBL) eller överproducerade AmpC. En vancomycinresistent Enterococcus faecium identifierades också. Den vanligaste resistensen hos indikatorbakterierna var mot tetracyklin.

Resultaten tyder på att avloppsreningsverket bidrar till spridning av både indikatorbakterier och antibiotikaresistenta bakterier i vattendraget. I en kompletterande studie analyserades även förekomsten av läkemedelsrester i Mälaren vid Västerås. Vissa ämnen kunde påvisas, men avlägsnades i dricksvattenberedningen.

För att undersöka effekter på bakteriernas gener genomfördes analyser med kvantitativ PCR, med fokus på gener kopplade till antibiotikaresistens, virulens och stressrespons. Ingen signifikant skillnad i genuttryck kunde påvisas hos bakterier som exponerats för låga koncentrationer av tetracyklin eller miljövatten jämfört med kontrollgrupper.

Studien visar att multiresistenta bakterier kan förekomma och kvarstå i miljövattnen, även i relativt opåverkade urbana områden. De uppmätta halterna av läkemedelsrester verkar däremot inte i sig driva antibiotikaresistens, vilket tyder på att de resistenta bakterierna framför allt förs ut via avloppsreningsverk snarare än uppkommer genom selektion i miljön.