Ocena wrażliwości mikroorganizmów środowiskowych na antybiotyki z wykorzystaniem testów płytkowych

• Autorzy: Baran W. , Adamek E. , Sobczak A.

Identyfikatory

DOI

10.2429/proc.2015.9(2)062

Warianty tytułu

EN

Assessment of sensitivity of environmental microorganisms to antibiotics using the platelet assays

• Konferencja: ECOpole’14 Conference (15-17.10.2014, Jarnoltowek, Poland)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Ogromna konsumpcja antybiotyków wynikająca z ich powszechnego, globalnego zastosowania zarówno w farmakoterapii, jak i w hodowli zwierząt przyczyniła się do znacznego zwiększenia ich stężeń w środowisku. Obecne w środowisku antybiotyki wpływają na mikroorganizmy i sprzyjają powstawaniu lekoopornych szczepów bakterii. Celem pracy była ocena wrażliwości mikroorganizmów środowiskowych na cztery wybrane antybiotyki (Ampicylinę, Doksycyklinę, Tylozynę i Sulfatiazol), należące do grup najczęściej wykorzystywanych w gospodarce rolnej. Wielkość ta ma istotne znaczenie podczas projektowania biologicznych systemów oczyszczania ścieków zawierających znaczne ilości antybiotyków oraz - pośrednio - może służyć jako wskaźnik stopnia narażenia określonych ekosystemów na długotrwałą ekspozycję na antybiotyki. Jako miarę wrażliwości mikroorganizmów na wymienione wyżej antybiotyki przyjęto wartości MTC (Microbial Toxic Concentrations), wyznaczane z wykorzystaniem komercyjnego testu płytkowego MARA®. Stosując procedury wykorzystywane w tym teście, wyznaczono również wartości MTC badanych antybiotyków względem nieselekcjonowanych mikroorganizmów pochodzących z rzeki Brynicy oraz wchodzących w skład osadu czynnego oczyszczalni ścieków Radocha II w Sosnowcu. Stwierdzono, że w przypadku testu MARA® po 48-godzinnej inkubacji najniższe wartości MTC w obecności Doksycykliny i Tylozyny uzyskano dla Microbacterium spp. (odpowiednio 0,0053±0,0003 i 0,042±0,010 mg/dm3). Szczepem najbardziej wrażliwym na Ampicylinę okazał się Staphylococcus warneri (MTC = 0,019±0,003 mg/dm3), a na Sulfatiazol Brevundimonas diminuta (MTC = 9,4±1,1 mg/dm3). Jednocześnie stwierdzono, że spośród mikroorganizmów testowych szczególnie mało wrażliwe na wszystkie badane antybiotyki okazały się Citrobacter freundii oraz Pseudomonas aurantiaca. W przypadku mikroorganizmów nieselekcjonowanych te pochodzace z Brynicy okazały się znacznie bardziej wrażliwe od pozyskanych z oczyszczalni. Wartości MTC dla mikroorganizmów rzecznych względem Ampicyliny, Doksycykliny, Tylozyny i Sulfatiazolu wynosiły odpowiednio 50±23, 1,5±1,0, 33±11 i 42±18 mg/dm3.

EN

High consumption of antibiotics, resulting from their widespread global use both in the pharmacotherapy as well as in the animal husbandry, has contributed to significant increase their concentrations in the environment. The residual of antibiotics in the environment affect the micro-organisms and conducive to the formation of drug-resistant bacteria strains. The aim of the study was to assess the sensitivity of environmental microorganisms to four selected antibiotics (Ampicillin, Doxycycline, Tylosin and Sulfatiazol) that belong to the most commonly groups used in agriculture. The sensitivity of environmental microorganisms is important during the design process of biological wastewater treatment systems containing significant amounts of antibiotics and indirectly - can serve as an indicator of exposure of specific ecosystems to a long exposure to antibiotics. The Microbial Toxic Concentrations (MTC) values, determined using a commercial MARA® microbiotest, were used as a measure of microorganisms sensitivity to the selected antibiotics. Additionally, the MTC values of these antibiotics to unselected microorganisms from Brynica river and microbes included in the activated sludge from the wastewater treatment plant (Radocha II in Sosnowiec) were determined based on the procedures used in MARA® test. In the case of MARA® biotest, the lowest MTC values of doxycycline and tylosin were obtained for Microbacterium spp. (0.0053 ± 0.0003 and 0.042 ± 0.010 mg/dm3, respectively) after 48 hours of incubation. The most sensitive strains was Staphylococcus warneri to Ampicillin (MTC = 0.019 ± 0.003 mg/dm3) and Brevundimonas diminuta to Sulfathiazole (MTC = 9.4±1.1 mg/dm3). Simultaneously, Citrobacter freundii and Pseudomonas aurantiaca were especially very insensitive to the all selected antibiotics among the test microorganisms. In the case of unselected microorganisms, these from Brynica river were much more sensitive than those from the wastewater treatment plant. The MTC values of Ampicillin, Doxycycline, Tylosin and Sulfatiazol relative to river microorganisms were 50 ± 23, 1.5 ± 1.0, 33 ± 11 and 42 ± 18 mg/dm3, respectively.

Słowa kluczowe

PL

antybiotyki; środowisko; ekotoksyczność; testy toksyczności

EN

antibiotics; environment; ecotoxicity; toxicity tests

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Proceedings of ECOpole
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 9, No. 2
• Strony: 533--540
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Baran W.

• Zakład Chemii Ogólnej i Nieorganicznej, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach, ul. Jagiellońska 4, 41-200 Sosnowiec, tel. [phone]

autor

Adamek E.

• Zakład Chemii Ogólnej i Nieorganicznej, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach, ul. Jagiellońska 4, 41-200 Sosnowiec, tel. [phone]

autor

Sobczak A.

• Instytut Medycyny Pracy i Zdrowia Środowiskowego, ul. Kościelna 13, 41-200 Sosnowiec

Bibliografia

• [1] Zuccato E, Bagnati R, Melis M, Fanelli R, Castiglioni S. J Hazard Mater. 2010;179:1042-1048. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2010.03.110.
• [2] Hollis A, Ahmed Z. New Engl J Med. 2013;369:2474-2476. DOI: 10.1056/NEJMp1311479.
• [3] FDA. Summary Report on Antimicrobials Sold or Distributed for Use in Food-producing Animals 2009. 2010:1. http://www.fda.gov/downloads/ForIndustry/UserFees/AnimalDrugUserFeeActADUFA/UCM231851.pdf.
• [4] Landers T, Cohen B, Wittum T, Larson E. Public Health Rep. 2012;127:4-22.
• [5] Carvalho ED, Silva DG, Silva RJ, editors. Health and Environment in Aquaculture. Rijeka, Croatia: InTech; 2012. DOI: 10.5772/2462.
• [6] DANMAP 2012 - Use of antimicrobial agents and occurrence of antimicrobial resistance in bacteria from food animals, food and humans in Denmark, http://www.danmap.org/Downloads/~/media/Projekt%20sites/Danmap/DANMAP%20reports/DANMAP%202012/Danmap_2012.ashx.
• [7] Pruden A. Environ Sci Technol. 2014;48;5-14. DOI: 10.1021/es403883p.
• [8] Wadhia K, Dando T, Thompson KC. J Environ Monit. 2007;9;953-958. DOI: 10.1039/b704059h.
• [9] Nałęcz-Jawecki G, Wadhia K, Adomas B, Piotrowicz-Cieślak AI, Sawicki J. Environ Toxicol. 2010;25:487-494. DOI: 10.1002/tox.20593.
• [10] http://www.ncimb.com/DefaultInfo.aspx?Page=mara%20toxicity%20test%20kits.
• [11] Adamek E, Baran W, Ziemiańska J, Sobczak A. Appl Catal B Environ. 2012;126:29-38. DOI: 10.1016/j.apcatb.2012.06.027.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.