Identifisering av betalaktamaser med utvidet spektrum (ESBL og karbapenemaser) i bakterieisolater fra vannmiljøer ved bruk av fenotypiske og genotypiske metoder

Abstract

Antibiotikaresistens (AR) er en av de største truslene mot global helse i dag. Utviklingen av betalaktamaser med utvidet spektrum (ESBL) i Enterobacteriaceae vekker spesielt stor bekymring, da betalaktamer er den mest brukte antibiotikagruppen. Fokus på denne ESBL- produserende bakterier er spesielt viktig for å hindre videre utvikling av AR.

Formålet med masteroppgaven var å undersøke om bakterier til med gener som koder for ESBL var til stede i vannprøver tatt på NMBU Campus Ås. Dette kan bidra til å gi bedre oversikt over antibiotikaresistente gener (ARG) i miljøet.

Seks vannprøver ble hentet inn fra tre ulike vannkilder på NMBU Campus Ås. Prøvene ble filtrert og overført til kromogene skåler med «Oxoid BrillianceTM ESBL». DNA ble ekstrahert fra bakterieisolatene og amplifisering ved hjelp av «polymerase chain reaction» (PCR). ESBL-gener ble funnet ved hjelp av multi- og singelpleks-primere og for å påvise gener ble det kjørt en 1% agarosegeleletroforese på PCR-produktene. To av bakterieisolatene ble Sangersekvensert og helgenomsekvensert med Illumina for å få bekreftet ARG. Det ble også utført en antibiotika sensitivitetstest med 12 ulike antibiotika for å undersøke AR i tre av bakterieisolatene.

Fem bakterieisolater vokste frem på «Oxoid BrillianceTM ESBL». To av prøvene ble Sangersekvensert og helgenomsekvensert. Helgenomsekvenseringen bekreftet av prøve 3 var en Pseudomonas aeruginosa og at prøve 4 var en Escherichia coli. Begge bakteriestammene var «multi-drug resistant» (MDR) og patogene. Prøve 4 kunne kategoriseres som en ekstraintestinal patogen E. coli (ExPEC) og stammetypen som ble identifisert har vist pandemisk spredning. Viktige ARG i prøvene var blaOXA og blaPDC i P. aeruginosa, og blaCTX-M i E. coli.

Funnene i oppgaven viste at det fantes patogen, ESBL-produserende E. coli i Niagarabekken på Norges miljø- og biovitenskapelige universitet, Campus Ås. I denne bekken finnes det også patogen, MDR P. aeruginosa. Mer forskning på ARG i miljøet i Norge vil være viktig for å hindre videre spredning av disse genene.

Antibiotic resistance (AR) is concidered one of the largest threats towards global health today. The development of extended spectrum beta-lactamases (ESBL) in Enterobacteriaceae is of particular concern with betalactams is the most widely used group of antibiotics. Focusing on this ESBL producing bacteria is important to reduce the spreading of AR. The purpose of this thesis was to investigate the presence of bacteria with genes encoding ESBL in water samples from NMBU Campus Ås. The investigation can provide a better insight of antibiotic resistant genes (ARG) in the environment.