Impact of administered drug use on development of environmental antibiotic resistance genes and risk for human exposure

Avløpsrenseanlegg kan fungere som sensorer for å forstå hvordan menneskelig atferd påvirker utviklingen av antimikrobiell resistens. På renseanlegg er legemidler, tungmetaller og generell forurensning alle blandet sammen med patogene bakterier som frigjøres gjennom vårt avløp. IMPACT vil måle disse faktorene og beskrive virkningen disse legemidlene kan ha på resistensmekanismer som utvikler seg og potensiellt spre seg ved hjelp av våre handlinger. Norge har et moderne vann-system og kan utøve en høy grad av kontroll over avløpsvannet. Andre land har andre utfordringer, og IMPACT vil sammenligne noen parametere fra Norge med Indonesia, som har mye urenset avløpsvann. Vi antar at plastpartikler, i form av mikroplast, sprer bakterier som inneholder resistensgener og kan påvirke akvakultur og rekreasjonsområder. Disse menneskelige eksponeringsrutene må forstås bedre for å hindre spreding av slike uønskede gener. IMPACT adresserer dette ved å sammenligne biofilmer dannet i indonesiske avløpssystemer, rekreasjonsområder og kystnære akvakultur/fiskeplasser med tilsvarende norske steder. Spørsmålene om (mikro) plastforurensning, metallforurensning og antibiotikaresistens er komplekse problemstillinger i seg selv, når de kombineres, vil det neppe være enkelt å kommunisere dem, for ikke å snakke om å utvikle løsninger for å håndtere dem. Dette prosjektet engasjerer et utvidet publikum av lokale interessenter til å utvikle tilstrekkelige bærekraftige løsningsalternativer gjennom samarbeidsprosesser.

Wastewater treatment plants are combining several known antimicrobial resistance drivers in one big melting pot. Residues, but still active antibiotic compounds may act in consort with metal residues and surfaces that promote horisontal gene transfer, namely microplastics. In addition, presence of human bacteria, that could become pathogens given uptake of AMRGs, are prevalent at WWTP due to the nature of sewage. The IMPACT project aims at investigating to what degree this happens under different conditions. We have chosen a comparative approach to a vastly different country, namely Indonesia. Norway and Indonesia obviously face different challenges when it comes to wastewater treatment. Norway have a relative modern wastewater treatment system, bit still faces problems with release of potential damaging agents and potential uptake in the human food chain through maricultures. Indonesia has only a low percentage of treated waste water and also have a different approach to antibiotic usage. In the first phase of the project, we want to decide on relevant sampling sites in Indonesia and Norway that would allow us to sample wastewater over time and describe AMRG drivers and the effects on microbiota. By comparing levels of metals, antibiotic residues and particles for biofilm formation, we will measure the effect on AMRGs presence in the particles and link that to the observed levels of pollutants. Next, we will assess the potential harm to human health by using blue mussels as a model organism for uptake of AMRGs through their filter feeding system. We will also investigate recreational areas, lakes etc. for presence of AMRGs that can be tracked to antibiotic usage.