Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Antibiotikaresistens hos bakterier har de senaste årtionden ökat drastiskt och är idag en av de största medicinska utmaningarna samhället står inför. Resistensutvecklingen har ökat i takt med den oförsiktiga användning av antibiotika som präglat både sjukvård och djuruppfödning
i många år. Via akvatisk miljö har antibiotikaresistensgener stora möjligheter att spridas och
är svårkontrollerbara. Den här litteratursammanställningen undersöker vilka ursprung antibiotikaresistensgener i akvatisk miljö kan ha och om det kan ske en horisontell
genöverföring mellan bakterier. Vidare undersöks olika risker med antibiotikaresistensgener i akvatisk miljö, vilken möjlig roll de kan ha i resistensutvecklingen och hur de kan spridas tillbaka till människor och landlevande djur.
Antibiotikaresistensgener i akvatisk miljö kommer ifrån utsläpp av resistenta bakterier från djuruppfödningar, akvakultur, sjukhus och bostäder. I dessa miljöer sker en
resistensutveckling som bl.a. drivs av antibiotikaanvändning. Antibiotika i utflödesvatten från
sjukhus och läkemedelsindustri gör att ett selektivt tryck uppstår i akvatiska miljöer. Detta i sin tur gör att bakterier med resistensmekanismer frodas medan de övriga försvinner och lämnar utrymme för de resistenta att föröka sig ytterligare. I många fall är inte vattenreningen
tillräckligt effektiv för att förhindra detta och i värsta fall selekteras det för antibiotikaresistens i vattenreningsverken.
Ett antal risker följer med en ökad halt antibiotikaresistensgener i akvatisk miljö. Via vattendrag och den naturliga förflyttningen av vatten som finns kan antibiotikaresistensgener potentiellt förflytta sig långa sträckor. Via livsmedel som odlas eller fångas i akvatisk miljö kan multiresistenta bakterier och antibiotikaresistensgener tas upp i människor och
landlevande djur. Detta kan leda till att kommensaler och patogener som finns i tarmfloran utvecklar resistensmekanismer. Ett sådant upptag kan även ske via dricksvattnet och i flera studier har antibiotikaresistensgener hittats vid råvattenupptag.
Sammanfattningsvis måste spridningen av antibiotikaresistensgener ut i akvatisk miljö hejdas för att försöka minska takten på antibiotikaresistensutvecklingen. Detta bör göras genom
effektivare vattenrening, vilket är av särskild vikt vid sjukhus och läkemedelsfabriker.
Vattenreningsverk måste även få ökad effektivitet för att förhindra att en selektion av resistenta bakterier sker. För att minska mängden av resistenta bakterier i avloppsvatten bör antibiotikaanvändningen till akvakultur, djuruppfödning och sjukvård minska. Bättre rutiner för hygien och antibiotikaanvändning tillsammans med en bättre djurhållning skulle minska mängden antibiotika som idag anses nödvändig. Detta skulle bromsa dagens resistensutveckling och bibehålla läkemedel som i framtiden kan avgöra skillnaden mellan liv och död.

Antibiotic resistance in bacteria has increased during the past decades and is today one of the greatest medical challenges for our society. The ongoing large use of antibiotics for medical purposes and in animal breeding has increased the rate of resistance development. Antibiotic
resistance genes are easily spread and hard to control in aquatic environments. This literature study investigates the multiple origins of antibiotic resistance genes in aquatic environments and wether or not horisontal gene transfer can occur between bacteria. The main risks of
antibiotic resistance genes in aquatic environments, the possible role of them in resistance development and different routes back to humans and land-living animals will also be investigated..
There are different sources of antibiotic resistance genes in aquatic environments and these include animal husbandry, aquaculture, hospitals and human housing facilities. In these sources the development of resistance is usually fueled by the use of antibiotics. Antibiotics in the effluent water from hospitals and the pharmaceutical industry creates a selective pressure in aquatic environments. This benefits the bacteria with resistance mechanisms while the less resistant bacteria disappear. The void left after less resistant bacteria can be used by the ones with resistance mechanisms to grow even further. Water purification is often not effective enough to stop this process and in the worst case scenario there is a selective pressure for antibiotic resistance in water treatment plants.
Antibiotic resistance genes in aquatic environments comes with several risks. There is a possibility for antibiotic resistance genes to travel great distances by watercourses and the natural movement of water. Food caught or grown in aquatic environments can act as a way of antibiotic resistance genes and multi resistant bacteria to be take up by humans or land-living animals. This could lead to resistance development in commensals and pathogens that
normally reside in the gut. A similar uptake can also occur with drinking water and several studies have found antibiotic resistance genes near raw water uptakes.
The dispersal of antibiotic resistance genes into aquatic environments have to be stopped to slow down the rate of resistance development. This can be done through more effective water treatment, especially for the water effluent from hospitals and pharmaceutical factories. Water
treatment plants have to become more effective to also prevent a selective pressure for resistant bacteria within their system. The amount of antibiotics in aquaculture, animal husbandry and for medical use has to decrease in order to decrease the amount of bacteria resistant to antibiotics in effluent water. By implementing better routines in many fields, including hospitals, and increasing the quality of animal husbandry the use of antibiotics today could drastically decrease.