Die schockierende Wahrheit: Die genetische Sequenzierung deckt unerwartete Quellen von Krankheitserregern im Flutwasser auf.
Forschungsergebnisse über Salmonellenkontaminationsquellen in North Carolina widerlegen frühere Annahmen und weisen stattdessen auf Flüsse und Bäche statt auf Schweinefarmen hin und fordern überarbeitete Krankheitsbekämpfungsstrategien.
Forscher berichten in der Zeitschrift Geohealth, dass lokale Flüsse und Bäche die Quelle der Salmonella enterica-Kontamination entlang der Küste von North Carolina nach dem Hurrikan Florence im Jahr 2018 waren - nicht die zuvor vermutete hohe Anzahl von Schweinefarmen in der Region.
Diese Ergebnisse haben wichtige Auswirkungen auf die Kontrolle der Ausbreitung von Krankheiten, die durch antibiotikaresistente Pathogene nach Überschwemmungen verursacht werden, insbesondere in den Küstenregionen von Entwicklungsländern, die stark von der Zunahme tropischer Stürme betroffen sind.
Die Studie, geleitet von der Professorin für Bau- und Umweltingenieurwesen der University of Illinois Urbana-Champaign, Helen Nguyen, und der Doktorandin Yuqing Mao, verfolgt das Vorhandensein und den Ursprung von S. enterica anhand von Umweltproben aus der Küstenregion von North Carolina mithilfe der Genetik.
"Infektionen, die durch antibiotikaresistente Pathogene verursacht werden, sind allein in den USA für etwa 2,8 Millionen Erkrankungen und 36.000 Todesfälle pro Jahr verantwortlich", sagte Nguyen. "Diese Infektionen breiten sich leicht weltweit aus und sind eine große Belastung für aufstrebende Gesundheitssysteme, aber sie sind durch Vorsorge vermeidbar."
Die Studie berichtet, dass menschliche und tierische genetische Marker für Kot oft in Überschwemmungswasser gefunden werden, wodurch oft angenommen wird, dass Abwasserquellen, Kläranlagen und Viehfarmen für die Verbreitung von antibiotikaresistenten Bakterien und genetischem Material in die Umwelt verantwortlich sind. Es konnten jedoch keine bekannten Studien abschließend Kontaminationsquellenpunkte identifizieren.
"Die Küstenregion von North Carolina ist ein großartiges Fallstudiengebiet, weil es eine hohe Konzentration von Schweinefarmen und privaten Kläranlagen gibt und Küstenüberflutungen durch tropische Stürme recht häufig sind", sagte Nguyen.
Drei Wochen nach dem Hurrikan Florence sammelte Nguyen's Team 25 Wasserproben aus Gewässern unterhalb der Schweinefarmen in landwirtschaftlichen Produktionsgebieten in North Carolina, von denen 23 die S. enterica-Bakterien enthielten.
"Wir haben frei fliegende genetische Marker - Chromosomen und Plasmide - mit hochgenauer Ganzgenom-Sequenzierung analysiert und festgestellt, dass S. enterica in den Proben, die nach dem Hurrikan Florence gesammelt wurden, nicht von Tieren oder Gülle stammten", sagte Nguyen.
Das Team verfolgte den Ursprung der Bakterien genetisch bis zu den vielen kleinen lokalen Flüssen und Bächen in der Gegend - was bedeutet, dass sich diese Pathogene bereits in der natürlichen Umwelt etabliert haben.
"Mit dem Klimawandel, der wärmeren Temperaturen bringt - in denen Bakterien gedeihen - und möglicherweise größeren und häufigeren tropischen Stürmen, muss die Bedeutung unserer Ergebnisse von Forschern und Entscheidungsträgern erkannt werden", sagte Nguyen. "Landwirtschaftliche und menschliche Abwässer sollten nicht die einzige Quelle sein, die bei der Gestaltung von Maßnahmen berücksichtigt wird, um die Ausbreitung von pathogenen Bakterien nach Hurrikanen zu verhindern."
Nguyens Team plant, diese Forschung über Küstenregionen hinaus auszudehnen und arbeitet mit anderen Forschern auf dem Campus zusammen, um die Ausbreitung von Pathogenen aus den Exkrementen kanadischer Gänse in Illinois zu untersuchen.
Verweis: "Lokale und umweltbedingte Reservoire von Salmonella enterica nach den Überschwemmungen durch Hurrikan Florence" von Yuqing Mao, Mohamed Zeineldin, Moiz Usmani, Antarpreet Jutla, Joanna L. Shisler, Rachel J. Whitaker und Thanh H. Nguyen, 3. November 2023, GeoHealth. DOI: 10.1029/2023GH000877
Forscher des Carl R. Woese Institute for Genomic Biology, des Carle Illinois College of Medicine und der University of Florida haben ebenfalls zu dieser Studie beigetragen.
Diese Studie wurde vom IGB, dem Grainger College of Engineering, der Allen Foundation und der EPA unterstützt.
