Resistenzgene bei Bakterien in Müggelsee und Co. Antibiotikaresistente Keime, sogar in ländlichen Seen

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Leibniz-Institut für Gewässer- ökologie und Binnen- fischerei (IGB)

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Bakterien im Badesee, und dann auch noch solche mit Antibiotikaresistenzen, haben Forscher in Berlin gefunden. Die Wissenschaftler nahmen dabei nicht nur Gewässerproben aus dem städtischen Umfeld, sondern auch von einem ländlichen See, der ebenfalls einige Resistenzgene offenbarte. Mit ihrer Untersuchung werfen die Wissenschaftler einen Blick auf die Verbreitung und das Überdauern resistenter Keime in der Umwelt.

Jedes Jahr im Mai beginnt für viele die Freibadsaison. Und auch so manche Seen werden bald wieder reich besucht werden von Sonnenanbetern und Schwimmfans. Was neben den Badebegeisterten noch in den Gewässern schwimmt, haben Forscher aus Berlin analysiert. Sie nahmen Wasser- und Sedimentproben aus sechs Gewässern und dem Zu- und Abfluss einer Kläranlage und analysierten die Proben auf Keimbelastung. Die beprobten Stellen waren:

• der Weiße See in Belin

• der Müggelsee in Berlin

• der Stechlinsee in Brandenburg

• der Dagowsee in Brandenburg

• der Haussee in Mecklenburg-Vorpommern

• ein Teich inmitten von Feldern in Brandenburg

• der Zu- und Abfluss einer großen Wasseraufbereitungsanlage in Berlin

Erwartungsgemäß waren die Zu- und Abflüsse des Klärwerks am stärksten belastet, doch auch in weit von Städten entfernten ländlichen Seen wurden resistente Keime gefunden. Die dabei entdeckten Antibiotika-Resistenzgene (ARG) wurden so genannten Resistenzgen-Klassen zugeordnet. Dafür setzten die Forschenden unterschiedliche bioinformatische Methoden und genetische Datenbanken ein. „Dieser breite methodische Ansatz erlaubte es uns, im Erbgut der in den Proben vorkommenden Bakterienarten jene Gene zu identifizieren, die für Antibiotikaresistenzen verantwortlich sind“, erklärt Pau de Yebra Rodó, Erstautor der Studie und Doktorand am Leibniz-Institut für Zoo- und Wildtierforschung (Leibniz-IZW) und vom Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (Leibniz-IGB). „Die nachgewiesenen Resistenzgene gehörten zu insgesamt 18 Klassen dieser Resistenzgene – in unterschiedlicher Vielfalt und Häufigkeit an den verschiedenen Standorten.“

Neue Bakterienart in Abwasser beschrieben

Mikrobielle Klimasünder in Kläranlagen

Spur der bakteriellen Resistenzgene, auch nach Wasseraufbereitung

Im Zufluss der Wasseraufbereitungsanlage kamen Antibiotika-Resistenzgene aller 18 Resistenzgen-Klassen vor, im Abfluss immerhin noch 16, wenngleich auch in etwas reduzierter Häufigkeit. Die Aufbereitung konnte offenkundig nur die ARGs zweier Resistenzgen-Klassen entfernen oder ausreichend stark verdünnen (ARGs gegen Glykopeptid-Antibiotika und gegen Nitroimidazole), alle anderen Resistenzgen-Klassen waren im aufbereiteten Wasser weiterhin vertreten.

An zweiter Stelle im Ranking rangieren die städtischen Gewässer: im Oberflächenwasser des Müggelsees wurden neun Klassen von antibiotikaresistenten Genen nachgewiesen, im Sediment des Weißen Sees – also Bodenschichten, die Oberflächen- und Grundwasser filtern – waren es noch neun. Hingegen waren die Oberflächenwasser des Haussees, des Stechlinsees und des Dagowsees frei von nachweisbaren ARGs.

„Interessant und besorgniserregend ist hingegen der Nachweis von bakteriellen Resistenzgenen in Sedimentproben der Seen im ländlichen Raum“, sagt Prof. Alex Greenwood, Leiter der Abteilung für Wildtierkrankheiten am Leibniz-IZW und Seniorautor der Studie. Insbesondere Vertreter der gegen Aminoglykosid-Antibiotika gerichteten Resistenzgen-Klasse waren in den Sedimenten in höherer Gesamtlast präsent als im Wasser.

Quellen für Antibiotikaresistenzen

In den Wasserproben des inmitten von Feldern im westlichen Brandenburg gelegenen Teiches wurden mit lediglich sechs zwar weniger unterschiedliche Resistenzgen-Klassen nachgewiesen als im Müggelsee-Wasser und in den Zu- und Abflüssen der Aufbereitungsanlage, es waren aber mehr als im Wasser von Stechlinsee, Haussee oder Dagowsee. Die Resistenzgen-Klassen der Teichbakterien deckten sich größtenteils mit jenen, die auch in den städtischen Gewässern nachgewiesen wurden: Aminoglykoside, Phenicole and Tetracycline. Dies sind Antibiotika, die sowohl beim Menschen als auch in der Nutztierhaltung eingesetzt werden und durch menschliche und landwirtschaftliche Abwässer in die Umwelt gelangen.

Dass bei städtischen Gewässern nicht nur deren unmittelbare Nähe zu menschlichen Siedlungen für den Eintrag antibiotikaresistenter Bakterien entscheidend ist (in dieser Hinsicht sind sich Müggelsee, Weißer See und Haussee relativ ähnlich), sondern auch die Intensität der Gewässernutzung, berichtet Prof. Hans-Peter Grossart, Leiter der Abteilung für Plankton- und Mikrobielle Ökologie am Leibniz-IGB. „Im Wasser des Müggelsees wurden erheblich mehr Resistenzgen-Klassen nachgewiesen als in den beiden anderen städtischen Seen, was sehr wahrscheinlich an der intensiveren Nutzung durch die Fischerei, den Schifffahrtsbetrieb und viele Badende liegt.“

Antibiotikaresistente Bakterien in Wasser weiter erforschen

Antibiotikaresistente Bakterien werden in medizinischen Fachkreisen als große globale gesundheitliche Herausforderung angesehen. „Mit unserer Forschung versuchen wir zu verstehen, wie sich antibiotikaresistente Bakterien in der Umwelt verbreiten und dort möglicherweise auch längerfristig überdauern“, fasst Erstautor de Yebra Rodó zusammen. „Der Eintrag durch menschliche Aktivitäten ist sicher die Hauptquelle für ARG-tragenden Bakterien in der Umwelt. Dies geschieht vor allem über das Abwasser von Krankenhäusern, landwirtschaftlichen Betrieben und privaten Haushalten.“

In ihrer Studie sahen sich die Forschenden mit großen methodischen Herausforderungen konfrontiert. So konnten sie im Vergleichen zwischen Wasserproben, Proben aus Sedimenten und Proben aus der Wasseraufbereitungsanlage unterschiedliche Sequenzierungstiefen (ein Gütegrad der DNA-Analyse) erzielen. Die gefundenen Unterschiede in der Vielfalt und Häufigkeit der Resistenzgene in den Bakteriengenomen waren jedoch groß genug, um belastbare Aussagen zuzulassen. Weitere Studien, die ein breiteres Spektrum an Gewässern, mehr Proben pro Gewässer und einen längeren Zeitraum umfassen, seien jedoch erforderlich, um Unterschiede in den bakteriellen Antibiotikaresistenzprofilen städtischer und ländlicher Süßwasserökosystemen genauer charakterisieren zu können.

Originalpublikation (Journal Pre-proof): De Yebra P, Zoccarato L, Galdindo JA, Numberger D, Abdulkadir N, Grossart HP, Greenwood AD (2026): Diversity of antibiotic resistance genes increases in urbanized lakes: a multi-tool screening. iScience; DOI: 10.1016/j.isci.2026.115892

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