Celem projektu jest charakterystyka rezystomu powietrza miejskiego. Rezystom to zbiór wszystkich genów warunkujących oporność na antybiotyki występujących u patogenicznych i komensalnych mikroorganizmów. Do osiągnięcia tego celu zamierzamy jakościowo i ilościowo scharakteryzować rezystom powietrza Poznania, Łodzi i Rybnika (jednego z najbardziej zanieczyszczonych miast w Polsce) oraz – jako odniesienie – powietrza z terenu Wielkopolskiego Parku Narodowego i Drawieńskiego Parku Narodowego, a więc obszarów poddanych niewielkiej antropopresji. Ponieważ ponad 99% mikroorganizmów jest niehodowalnych w warunkach laboratoryjnych, a stanowią one większość organizmów obecnych w środowisku naturalnym, jedynie analizy metagenomu, czyli całkowitej puli genów obecnych w danym środowisku, mogą dostarczyć pełnych informacji o rezystomie danego środowiska. Zastosowana będzie więc nie tylko metodyka hodowlana, ale i podejście metagenomiczne z wykorzystaniem metod ilościowego PCR (real-time PCR i dPCR). Charakterystyka rezystomu dotyczyć będzie ilościowych oznaczeń liczby kopii i częstości występowania znanych, istotnych dla zdrowia publicznego genów oporności na antybiotyki i integronów. Oznaczenia jakościowe związane będą z identyfikacją genów warunkujących oporność na główne klasy antybiotyków. Analiza danych meteorologicznych oraz wskaźników jakości powietrza, takich jak stężenie PM2,5 i PM10 oraz indeks jakości powietrza (AQI) pozwoli określić, czy rezystom powietrza zależy od poziomu jego zanieczyszczenia. Dodatkowo, analiza składu populacji bakterii umożliwi jego powiązanie z obecności i ilością genów oporności. 

Wyniki badań dostarczą informacji na temat powietrza jako drogi rozprzestrzeniania się bakterii opornych na antybiotyki, w tym tzw. leki ostatniej szansy, jak karbapenemy, kolistyna i wankomycyna. Metody bioinformatyczne umożliwią określenie czy jest korelacja między składem populacji bakterii, a genami oporności. Analiza klonalna izolatów z określonymi mechanizmami oporności na antybiotyki pozwoli odpowiedzieć na pytanie czy te same klony obecne są w powietrzu miejskim w różnych lokalizacjach. Wyniki uzyskane podczas realizacji projektu umożliwią pełniejszą charakterystykę rezystomu środowisk naturalnych, która jest jednym z kluczowych elementów tworzenia globalnej strategii ograniczenia narastania oporności bakterii na antybiotyki. 

Publikacje: 

Koczura R., Mokracka J. Antibiotic-resistant bacteria in the air of Poznań, Poland (Offered Talk). 10th Congress of European Microbiologists (FEMS). Hamburg, 9-13.07.2023. Abstact Book, s. 1150.