Unerwartete Ursprünge von Hochwasserpathogenen durch genetische Sequenzierung aufgedeckt

von Hiroshi Tanaka
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Salmonella Contamination Source

Eine aktuelle Studie, die ausführlich in der Fachzeitschrift Geohealth veröffentlicht wurde, stellt die herkömmliche Meinung über die Quellen der Salmonellenkontamination in North Carolina, insbesondere entlang der Küstenregion nach dem Hurrikan Florence im Jahr 2018, in Frage lokale Flüsse und Bäche als eigentliche Quelle der Salmonella enterica-Kontamination. Diese Entdeckung hat erhebliche Auswirkungen auf Strategien zur Krankheitsbekämpfung, insbesondere in Regionen, die anfällig für tropische Stürme sind.

Unter der Leitung von Professor Helen Nguyen und der Doktorandin Yuqing Mao von der Abteilung für Bau- und Umweltingenieurwesen der University of Illinois Urbana-Champaign nutzte die Studie genetische Rückverfolgung, um das Vorhandensein und die Herkunft von S. enterica in Umweltproben an der Küste North Carolinas zu verfolgen.

Infektionen durch antibiotikaresistente Krankheitserreger stellen eine erhebliche Bedrohung für die öffentliche Gesundheit dar und führen allein in den Vereinigten Staaten jährlich zu etwa 2,8 Millionen Erkrankungen und 36.000 Todesfällen. Diese Infektionen sind nicht an Grenzen gebunden und können die Gesundheitssysteme weltweit belasten. Die Studie legt jedoch nahe, dass sie durch wirksame Eindämmungsmaßnahmen verhindert werden können.

Bisher wurde allgemein angenommen, dass Abwasserquellen, Abwassersysteme und Viehzuchtbetriebe die Hauptverursacher für die Verbreitung antibiotikaresistenter Bakterien und genetischen Materials in der Umwelt seien, was häufig in Überschwemmungen vorkommt. Es gab jedoch keine endgültigen Studien, die die Kontaminationsquellen genau bestimmen konnten.

Die Küste North Carolinas stellte aufgrund ihrer Konzentration an Schweinefarmen, privaten Kläranlagen und der Anfälligkeit für Küstenüberschwemmungen durch tropische Stürme eine ideale Fallstudie dar. Das Forschungsteam sammelte 25 Wasserproben stromabwärts von Schweinefarmen in landwirtschaftlichen Produktionsgebieten, von denen 23 S. enterica-Bakterien enthielten.

Mithilfe einer hochgenauen Sequenzierung des gesamten Genoms analysierte das Team frei schwebende genetische Marker wie Chromosomen und Plasmide. Überraschenderweise stellten sie fest, dass die S. enterica, die in den Proben nach dem Hurrikan Florence gefunden wurde, nicht von Tieren oder Mist stammte. Stattdessen brachte die genetische Rückverfolgung diese Krankheitserreger mit den zahlreichen lokalen Flüssen und Bächen in der Region in Verbindung, was auf ihre Ansiedlung in der natürlichen Umgebung schließen lässt.

Der breitere Kontext dieser Studie unterstreicht die zunehmende Bedeutung solcher Erkenntnisse angesichts des Klimawandels. Wärmere Temperaturen, die das Bakterienwachstum begünstigen, und das Potenzial für größere und häufigere tropische Stürme unterstreichen die Bedeutung dieser Forschung sowohl für Wissenschaftler als auch für politische Entscheidungsträger. Darin wird vorgeschlagen, dass bei der Entwicklung von Eindämmungsplänen zur Verhinderung der Ausbreitung pathogener Bakterien nach Hurrikanen der Fokus nicht nur auf landwirtschaftlichen und menschlichen Abwasserquellen liegen sollte.

Als zukünftige Ausrichtung plant das Team von Professor Nguyen, seine Forschung über die Küstenregionen hinaus auszudehnen und mit anderen Forschern zusammenzuarbeiten, um die Ausbreitung von Krankheitserregern aus dem Kot von Kanadagänsen in Illinois zu untersuchen.

Diese Studie wurde vom IGB, dem Grainger College of Engineering, der Allen Foundation und der EPA unterstützt, mit Beiträgen von Forschern des Carl R. Woese Institute for Genomic Biology, des Carle Illinois College of Medicine und der University of Florida. Die Forschungsergebnisse wurden unter dem Titel „Local and Environmental Reservoirs of Salmonella enterica After Hurricane Florence Flooding“ im Geohealth Journal veröffentlicht. (DOI: 10.1029/2023GH000877)

Häufig gestellte Fragen (FAQs) zur Salmonellen-Kontaminationsquelle

Was war bisher die vermutete Quelle der Salmonellenkontamination in North Carolina?

Bisher ging man davon aus, dass die Quelle der Salmonellenkontamination in North Carolina vor allem Schweinefarmen sind.

Was hat die aktuelle Studie über die tatsächliche Quelle der Salmonellenkontamination an der Küste von North Carolina herausgefunden?

Die aktuelle Studie ergab, dass nach dem Hurrikan Florence im Jahr 2018 lokale Flüsse und Bäche und nicht Schweinefarmen die eigentliche Quelle der Salmonella enterica-Kontamination an der Küste von North Carolina waren.

Warum sind diese Erkenntnisse für die Krankheitsbekämpfung von Bedeutung?

Diese Erkenntnisse sind für die Krankheitsbekämpfung von Bedeutung, da sie bestehende Annahmen in Frage stellen und die Bedeutung einer Neubewertung von Krankheitsbekämpfungsstrategien verdeutlichen. Das Verständnis der wahren Kontaminationsquellen, in diesem Fall lokaler Wasserstraßen, kann dabei helfen, wirksamere Maßnahmen zu entwickeln, um die Ausbreitung antibiotikaresistenter Krankheitserreger, insbesondere nach Überschwemmungen, zu verhindern.

Wie wirkt sich die Kontamination mit antibiotikaresistenten Krankheitserregern auf die öffentliche Gesundheit aus?

Die Kontamination mit antibiotikaresistenten Krankheitserregern stellt eine erhebliche Bedrohung für die öffentliche Gesundheit dar und führt allein in den Vereinigten Staaten jährlich zu etwa 2,8 Millionen Erkrankungen und 36.000 Todesfällen. Diese Infektionen können sich weltweit ausbreiten und Gesundheitssysteme belasten, weshalb Prävention durch Eindämmungsmaßnahmen von entscheidender Bedeutung ist.

Welche Methoden wurden in der Studie verwendet, um die Kontaminationsquelle aufzuspüren?

Die Studie nutzte genetische Rückverfolgungsmethoden, insbesondere hochpräzise Sequenzierung des gesamten Genoms, um das Vorkommen und die Herkunft von S. enterica in Umweltproben aus der Küste von North Carolina zu ermitteln.

Welche umfassenderen Implikationen hat diese Forschung, insbesondere im Kontext des Klimawandels?

Diese Forschung verdeutlicht die umfassenderen Auswirkungen des Klimawandels: wärmere Temperaturen begünstigen das Bakterienwachstum und das Potenzial für häufigere und schwerere tropische Stürme. Es unterstreicht, wie wichtig es ist, bei der Gestaltung von Schadensminderungsplänen auch Kontaminationsquellen zu verstehen, die über Abwasser und landwirtschaftliche Quellen hinausgehen.

Gibt es Pläne für weitere Forschung auf der Grundlage dieser Erkenntnisse?

Ja, das Forschungsteam plant, seine Untersuchungen über die Küstenregionen hinaus auszuweiten. Sie arbeiten mit anderen Forschern zusammen, um die Ausbreitung von Krankheitserregern aus dem Kot von Kanadagänsen in Illinois zu untersuchen, was auf eine Fortsetzung ihrer Forschungsbemühungen hindeutet.

Wer hat diese Studie unterstützt und dazu beigetragen?

Diese Studie wurde vom IGB, dem Grainger College of Engineering, der Allen Foundation und der EPA unterstützt. Darüber hinaus trugen Forscher des Carl R. Woese Institute for Genomic Biology, des Carle Illinois College of Medicine und der University of Florida zu der Studie bei.

Mehr über die Quelle der Salmonellenkontamination

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3 Kommentare

BesorgterBürger22 Dezember 28, 2023 - 8:46 am

Moment, also verursachen Flüsse und Bäche die Salmonellen? Das ist wild, ich hoffe, sie finden Wege, es jetzt besser zu kontrollieren. #PublicHealth #ClimateChange

Antwort
Leser123 Dezember 28, 2023 - 10:39 pm

Wow, diese Studie ist so wichtig, sie zeigt, dass wir Dinge überdenken müssen! Überraschenderweise sind es keine Schweinefarmen! Der Klimawandel ist ebenfalls ein großes Problem und macht es noch schlimmer.

Antwort
SciEnthusiast55 Dezember 29, 2023 - 5:51 am

gr8-Job von Nguyen & Mao, ich liebe den Teil der genetischen Rückverfolgung, sehr aufschlussreiches Zeug. Hoffen wir, dass sie weiter forschen und weitere Antworten finden!

Antwort

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