Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Krankheitserregende Bakterien per Anhalter durch Nord- und Ostsee?

21.07.2016

AWI-Forscher weisen erstmalig lebende, potentiell krankheitserregende Vibrionen auf Mikroplastikpartikeln nach

Mit steigender Wassertemperatur nimmt die Wahrscheinlichkeit zu, dass in Nord- und Ostsee potentiell krankheitserregende Bakterien auftreten. AWI-Wissenschaftler haben jetzt nachgewiesen, dass eine Gruppe dieser Bakterien, sogenannte Vibrionen, auch auf Mikroplastikpartikeln leben können. Sie wollen zukünftig die Rolle der Partikel für die Anreicherung und mögliche Verbreitung dieser Bakterien genauer untersuchen.


Wasserprobe aus der Nordsee mit verschiedenen Vibrionen-Spezies

Foto: Alfred-Wegener-Institut / A. Wichels

Sommerliche Hitzewellen können dazu führen, dass sich krankheitserregende Bakterien in Nord- und Ostsee stark vermehren. In den vergangenen Jahren waren darunter auch Bakterien der Gattung Vibrio, die Durchfallerkrankungen oder schwere Entzündungen hervorrufen können.

„Vibrionen sind Klimawandel-Gewinner, weil ihre Anzahl bei hohen Temperaturen in die Höhe schnellt“, sagt Dr. Gunnar Gerdts, Mikrobiologe am Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) auf Helgoland.

Die Bakterien sind in gemäßigten Sommern nur vereinzelt im Meerwasser nachweisbar, können sich aber bei Hitzewellen explosionsartig vermehren, wenn die Wassertemperatur 22 Grad Celsius übersteigt. Gerade in küstennahen Gebieten der Ostsee kam es in der Vergangenheit bei solchen Hitzewellen immer wieder zu Krankheits- und auch Todesfällen, hervorgerufen durch das Bakterium Vibrio vulnificus.

Gerdts und sein Team haben Proben aus dem Meer genommen und untersucht, ob die Bakterien auch von einem neuen Lebensraum profitieren, der sogenannten „Plastisphäre“. In Biofilmen auf der Oberfläche von Plastikpartikeln leben Bakterien, Pilze und Kleinstalgen, die in einer Schleimschicht wachsen. Sie sind beispielsweise bekannt als Grundlage für den Bewuchs auf Schiffsrümpfen.

Die Zusammensetzung dieser Biofilme variiert dabei abhängig von der Beschaffenheit der Oberfläche und den Lebewesen im umgebenden Wasser. Aufgrund von Gensequenzierungen lag die Vermutung nahe, dass auch Vibrionen Teil dieser Lebensgemeinschaft sein könnten.

Jetzt ist es den Helgoländer Mikrobiologen erstmalig gelungen, lebende, potentiell humanpathogene Vibrio-Spezies in Biofilmen auf Mikroplastikpartikeln nachzuweisen. „Das zeigt das Potential auf, dass die Krankheitserreger möglicherweise auf den Partikeln hitchhiken, sich also per Anhalter innerhalb eines Ökosystems verteilen und auch darüber hinaus verbreiten können“, ordnet Gunnar Gerdts die aktuellen Forschungsergebnisse ein.

Für ihre Studie, die jetzt online in der Fachzeitschrift Marine Environmental Research publiziert wurde, hatten die AWI-Wissenschaftler mit dem Forschungsschiff Heincke an 62 Stationen in Nord- und Ostsee Wasserproben genommen. Zusätzlich nutzten sie einen sogenannten Neuston-Katamaran (Foto), mit dessen Hilfe sie Mikroplastikpartikel direkt unterhalb der Wasseroberfläche abfischten und im Labor weiter untersuchten. Insgesamt hatten die Wissenschaftler 185 Partikel gesammelt. Davon wurden auf 19 Plastikpartikeln Vibrionen nachgewiesen, welche auch überwiegend in den Wasserproben an denselben Stationen vorhanden waren.

Die gute Nachricht: Im Rahmen ihrer Untersuchungen stießen die Helgoländer AWI-Forscher nicht auf krankheitserregende Genotypen. Mikrobiologe Gunnar Gerdts tauscht sich zu diesem Thema auch mit Behörden aus. „An der Nord- und Ostseeküste untersuchen die Landesuntersuchungsämter bereits exemplarisch Wasserproben hinsichtlich Vibrio-Spezies. Sollte sich in der Zukunft zeigen, dass mit Vibrionen „aufgeladene“ Mikroplastikpartikel regelmäßig vorkommen, gibt das Anlass zur Sorge, da Biofilme allgemein höhere Bakterien-Dichten aufweisen als das Freiwasser“, berichtet der AWI-Forscher.

Die in der Studie verwendete Untersuchungsmethode lässt übrigens derzeit keine Rückschlüsse darauf zu, ob sich Vibrionen an den Plastikpartikeln anhäufen. In dem genutzten Kulturansatz konnten die Wissenschaftler ausschließlich nachweisen, ob Vibrionen im Wasser oder an Mikroplastikpartikeln leben oder nicht. „In Zukunft wollen wir daher die Anzahl der Vibrionen auf den Plastikpartikeln zusätzlich mittels der sogenannten quantitativen Polymerase-Kettenreaktion bestimmen, die dann auch quantitative Vergleiche ermöglicht“, nennt Gunnar Gerdts die nächsten Forschungsziele.

Hintergrund:
Bei Vibrionen unterscheidet man neben Arten auch Genotypen, deren krankheitserregendes Potential unterschiedlich ist. Die in der Studie nachgewiesenen Genotypen wiesen aber nicht die Virulenzgene auf, wie sie z.B. in pandemischen Genotypen, wie z.B. Vibrio cholerae El-Tor, einem der Cholera-Erreger, vorhanden sind. Gleichwohl können aber auch solche nicht „klassisch virulenten“ Vibrionen durchaus zu ernsthaften Erkrankungen führen, wenn der Gesundheitszustand des infizierten Menschen eine Vorschädigung aufweist (z.B. Diabetes).

Originalstudie:
Inga V. Kirstein, Sidika Kirmizi, Antje Wichels, Alexa Garin-Fernandez, Rene Erler, Martin Löder, Gunnar Gerdts: Dangerous hitchhikers? Evidence for potentially pathogenic Vibrio spp. on microplastic particles. Marine Environmental Research (Volume 120, September 2016, Pages 1–8) http://dx.doi.org/10.1016/j.marenvres.2016.07.004

Hinweise für Redaktionen:
Ihre Ansprechpartner am Alfred-Wegener-Institut sind Dr. Gunnar Gerdts, Tel. 04725 819-3245 (E-Mail: Gunnar.Gerdts(at)awi.de) sowie Dr. Folke Mehrtens in der AWI-Pressestelle, Tel. 0471 4831-2007 (E-Mail: Folke.Mehrtens(at)awi.de). Druckbare Fotos finden Sie auf unserer Webseite unter: http://www.awi.de/nc/ueber-uns/service/presse.html

Das Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) forscht in der Arktis, Antarktis und den Ozeanen der gemäßigten sowie hohen Breiten. Es koordiniert die Polarforschung in Deutschland und stellt wichtige Infrastruktur wie den Forschungseisbrecher Polarstern und Stationen in der Arktis und Antarktis für die internationale Wissenschaft zur Verfügung. Das Alfred-Wegener-Institut ist eines der 18 Forschungszentren der Helmholtz-Gemeinschaft, der größten Wissenschaftsorganisation Deutschlands.

Ralf Röchert | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Der Türsteher im Gehirn
06.08.2020 | Institute of Science and Technology Austria

nachricht Peptide: Forschungs-Erfolg mit den kleinen Geschwistern der Proteine
06.08.2020 | Hochschule Coburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Projektabschluss ScanCut: Filigranere Steckverbinder dank Laserschneiden

Eine entscheidende Ergänzung zum Stanzen von Kontakten erarbeiteten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT. Die Aachener haben im Rahmen des EFRE-Forschungsprojekts ScanCut zusammen mit Industriepartnern aus Nordrhein-Westfalen ein hybrides Fertigungsverfahren zum Laserschneiden von dünnwandigen Metallbändern entwickelt, wodurch auch winzige Details von Kontaktteilen umweltfreundlich, hochpräzise und effizient gefertigt werden können.

Sie sind unscheinbar und winzig, trotzdem steht und fällt der Einsatz eines modernen Fahrzeugs mit ihnen: Die Rede ist von mehreren Tausend Steckverbindern im...

Im Focus: ScanCut project completed: laser cutting enables more intricate plug connector designs

Scientists at the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT have come up with a striking new addition to contact stamping technologies in the ERDF research project ScanCut. In collaboration with industry partners from North Rhine-Westphalia, the Aachen-based team of researchers developed a hybrid manufacturing process for the laser cutting of thin-walled metal strips. This new process makes it possible to fabricate even the tiniest details of contact parts in an eco-friendly, high-precision and efficient manner.

Plug connectors are tiny and, at first glance, unremarkable – yet modern vehicles would be unable to function without them. Several thousand plug connectors...

Im Focus: Elektrogesponnene Vliese mit gerichteten Fasern für die Sehnen- und Bänderrekostruktion

Sportunfälle und der demografische Wandel sorgen für eine gesteigerte Nachfrage an neuen Möglichkeiten zur Regeneration von Bändern und Sehnen. Eine Kooperation aus italienischen und deutschen Wissenschaftler*innen forschen gemeinsam an neuen Materialien, um dieser Nachfrage gerecht zu werden.

Dem Team ist es gelungen elektrogesponnene Vliese mit hochgerichteten Fasern zu generieren, die eine geeignete Basis für Ersatzmaterialien für Sehnen und...

Im Focus: New Strategy Against Osteoporosis

An international research team has found a new approach that may be able to reduce bone loss in osteoporosis and maintain bone health.

Osteoporosis is the most common age-related bone disease which affects hundreds of millions of individuals worldwide. It is estimated that one in three women...

Im Focus: Neue Strategie gegen Osteoporose

Ein internationales Forschungsteam hat einen neuen Ansatzpunkt gefunden, über den man möglicherweise den Knochenabbau bei Osteoporose verringern und die Knochengesundheit erhalten kann.

Die Osteoporose ist die häufigste altersbedingte Knochenkrankheit. Weltweit sind hunderte Millionen Menschen davon betroffen. Es wird geschätzt, dass eine von...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Innovationstage 2020 – digital

06.08.2020 | Veranstaltungen

Innovationen der Luftfracht: 5. Air Cargo Conference real und digital

04.08.2020 | Veranstaltungen

T-Shirts aus Holz, Möbel aus Popcorn – wie nachwachsende Rohstoffe fossile Ressourcen ersetzen können

30.07.2020 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Der Türsteher im Gehirn

06.08.2020 | Biowissenschaften Chemie

Kognitive Energiesysteme: Neues Kompetenzzentrum sucht Partner aus Wissenschaft und Wirtschaft

06.08.2020 | Energie und Elektrotechnik

Projektabschluss ScanCut: Filigranere Steckverbinder dank Laserschneiden

06.08.2020 | Verfahrenstechnologie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics