Tielprojekt 1 adressiert die Frage der MRE-Übertragung zwischen Tier und Mensch, epidemiologische Projekte zur Prävalenz von CRE, Col-E, multiresistenten Staphylokokken und interventionelle Projekte (Antibiotic Stewardship [ABS], Monitoring des Mikrobioms unter interventionellem Ausbringen von Kompetitivflora in Stallumgebungen). In der 2. Förderphase sollen die Projekte der 1. Förderphase abgeschlossen werden; im Mittelpunkt stehen die Interaktionsexperimente sowie die Mikrobiom- bzw. Metagenomanalysen sowie die abschließenden Analysen und Veröffentlichungen der Daten der ersten Förderphase.

In der 2. Förderphase werden in #interstudy1 die Untersuchungen zur MRE-Reduktion im ferkelhaltenden Bereich weiter durchgeführt. Zusätzlich werden geeignete Kandidatenbakterienstämme in der Sauenhaltung eingesetzt, um MRE-negative Würfe ab Geburt zu erzielen. Hier sind die bereits erfolgreich durchgeführten Dekontaminationsmaßnahmen hilfreich, um den Status der Tiere über die weiteren Haltungsabschnitte MRE-negativ zu erhalten, um so MRE-negative Bestände aufbauen zu können. Es ist aus zeitlichen haltungsbedingten Gründen nicht vorstellbar, diesen Untersuchungsteil innerhalb der ersten drei Jahre abschließend zu untersuchen, da hier die Ergebnisse der Einflussgrößen der MRE-Reduktion aus der Ferkelaufzucht einfließen müssen. Zudem wäre die Weiterverfolgung der Saugferkel aus diesem Interventionspaket über die Ferkelaufzucht- und Mastphase höchst interessant, um weitere Aussagen zur Stabilität der MRE-Reduktion durch Kompetitivbakterien treffen zu können. In der 2. Förderphase werden die Untersuchungen zum Einfluss der alternativen Haltungsformen auf die MRE-Dynamik abgeschlossen sein (#interstudy2). Die bisherigen Ergebnisse sollen auch genutzt werden, um die Einflüsse alternativer Haltungsbedingungen bereits in der Wartestallhaltung von Sauen in interessierten Betrieben zu untersuchen. Ziel ist es auch hier, mit der Kombination geeigneter Dekontaminationsmaßnahmen MRE-negative Bestände aufbauen zu können.

Die infektiöse Euterentzündung (Mastitis) zählt zu den häufigsten Erkrankungen bei Milchkühen und verursacht hohe wirtschaftliche Schäden. Eine zunehmende Anzahl der Mastitiden bei Milchkühen wird durch Methicillin-resistente Staphylococcus (S.) aureus (MRSA) verursacht. Therapiekonzepte gegen Mastitiden basieren in der Regel auf der Gabe von Beta-Laktam-Antibiotika. MRSA sind jedoch unempfindlich gegenüber dieser Antibiotikaklasse, so dass die Therapie der Mastitiden erschwert ist. Zudem könnte eine Behandlung als Selektion für weitere multi-resistente Erreger dienen. Zu diesen gehören beispielsweise die in der ersten Projektphase vermehrt nachgewiesenen Methicillin-resistenten Koagulase-negativen Staphylokokken (MR-KNS). Diese gelten zwar als weit weniger virulent als die MRSA, einige MR-KNS Spezies stehen aber auch in Verdacht, Mastitiden zu verursachen. Neben diesem veterinärmedizinisch relevanten Aspekt besteht auch ein Risiko aus Sicht des gesundheitlichen Verbraucherschutzes. Methicillin-resistente Staphylokokken (MRS) könnten über die Rohmilch in die Lebensmittelkette gelangen und somit wäre die Übertragung auch zoonotisch relevanter Erreger begünstigt. Das Ziel des Teilprojektes ist es, das Vorkommen von MRS in Milchkuhbeständen durch Entwicklung geeigneter Interventionsmaßnahmen zukünftig zu reduzieren. Zudem soll die Tenazität von MRSA in Rohmilch mit unterschiedlichen Zusätzen und bei der Herstellung von Rohmilchweichkäse abgeschätzt werden. Damit kann das Projekt entscheidend zur Verbesserung der Tiergesundheit und zur Prävention der Weiterverbreitung multi-resistenter Erreger vom Tier zum Menschen beitragen (One-Health-Ansatz).

Teilprojekt 6 (TP6): Nach der Erarbeitung und Etablierung der Biozid-Empfindlichkeitstestmethoden erfolgen Studien mit dem Ziel der Etablierung von Protokollen zur Biozid-Empfindlichkeitstestung für "Feldisolate". Solche Protokolle sollen künftig als Leitlinien dienen und ermöglichen, dass Bakterienisolate (z. B. in Ausbruchssituationen oder an Orten wo routinemäßig Biozide ausgebracht werden) mittels standardisierter Methoden hinsichtlich ihrer Biozid-Empfindlichkeit untersucht werden können (#interstudy6). Diese Methoden könnten dann für den Aufbau eines Monitoringsystems für Biozid-Empfindlichkeit bei Bakterien dienen und genutzt werden, um die Wirksamkeit der angewandten Desinfektionsverfahren in vitro an Isolaten aus dem klinischen Bereich zu beobachten. Basierend auf den Ergebnissen dieser Studien werden Interventionsprotokolle erarbeitet, die eine Verbreitung von – insbesondere Biozid-unempfindlichen – multiresistenten Bakterien verhindern oder minimieren können. Teilprojekt 4.2 hat das Ziel, ein "Antibiotic Stewardship"-Konzept für zwei in der Kleintiermedizin besonders relevante Indikationen zu entwickeln: Harnwegsinfektionen und eitrige Hautinfektionen bei Hunden und Katzen. Darüber hinaus sollen in Zusammenarbeit mit der Klinik für kleine Haustiere (FU) individuelle MRS-Dekolonisationsstrategien für Hunde und Katzen erarbeitet und evaluiert werden. Zudem erfolgt eine kontinuierliche Translation der Vorhabenergebnisse durch Aus- Fort- und Weiterbildung von Veterinärmedizinern, Studierenden und Mitarbeitenden des öffentlichen Gesundheitswesens, z. B. im Hinblick auf den rationalen Einsatz von Antibiotika und geeignete Arbeitsschutzmaßnahmen.

Umweltmikroorganismen gelten generell als reiche Quellen für die Produktion von antimikrobiellen Wirkstoffen (AM), sie sind aber auch ein natürlicher Genpool für antimikrobielle Resistenzen (AMR). Bisher ist wenig verstanden, wie und wo AMR-Gene aus dem Umwelt-Resistom in kommensale und pathogene Bakterien gelangen und dort zum Problem für Human- und Veterinärmedizin werden. Koagulase-negative Staphylokokken (KoNS) und Enterokokken aus Staub- und Gülleproben in landwirtschaftlichen Betrieben weisen überraschend hohe antimikrobielle Resistenzen gegen zahlreiche antimikrobielle Wirkstoffe auf. In diesem Zusammenhang scheint die KoNS-Spezies Staphylococcus sciuri eine ganz besondere Rolle bei der Verbreitung von AMR-Genen durch horizontalen Gentransfer (HGT) über Speziesgrenzen hinweg zu spielen. In diesem Projekt soll die Interaktion zwischen AMR-Umweltkeimen (z. B. KoNS und Enterokokken) mit kommensalen und pathogenen Bakterien in Schweinehaltungen untersucht werden. Hauptziel ist es dabei, Daten zu erheben und Interventionsmethoden zu entwickeln, die es zukünftig erlauben, den Eintritt von AMR-Genen aus Umweltkeimen in kommensale und pathogene Bakterien in einem möglichst frühen Stadium zu verhindern und so die Übertragung und Ausbreitung von (multi)resistenten Infektionserregern (MDRO) bei Nutztieren, in der Bevölkerung und in Krankenhäusern einzudämmen. Dazu sollen zwei Interventionsstudien zum Effekt von Probiotika (#interstudy1) und alternativen Haltungsbedingungen (#interstudy2) fortgesetzt und abgeschlossen werden. Weiterhin ist die Analsyse der Populationsstruktur und die Etablierung eines Multi-Lokus-Sequenz-Typisierung-Schemas (MLST) der KoNS-Spezies S. sciuri geplant, die als häufiger Träger von Resistenzgenen in Tierhaltungen aufgefallen war. Schließlich sollen funktionale Studien zu Biofilmbildung und HGT zwischen S. aureus und S. sciuri durchgeführt werden.

Arbeitsschritte in diesem Projekt sind : 1) Erkundung von Präventionsansätzen zur Reduktion der Übertragung von multiresistenten bakteriellen Infektionserregern (MDRO), insbesondere MRSA, von Mast-Tieren sowie von hospitalisierten Pferden auf beruflich exponierte Menschen (Landwirte, Veterinärpersonal) durch Implementierung alternativer Haltungsbedingungen und komplexen Schutzmaßnahmen. 2) Untersuchungen zum Einfluss unterschiedlicher peri-operativer Antibiotika-Regime auf die Zusammensetzung des enteralen Mikrobioms und den Nachweis multi-resistenter zoonotischer Indikatorpathogene beim Modelltier Pferd.

Multiresistente Erreger (MRE) werden sowohl in der Humanmedizin wie auch in Nutztierhaltungen nachgewiesen. Darüber hinaus sind diese Erreger auch bei exponierten Personen und Verbrauchern vorkommend. Heutzutage werden MRSA und ESBL-produzierende Erreger in mehr als 50% aller Schweinehaltungen in Deutschland nachgewiesen, zum Teil auch Colistin-resistente Gram-negative und Linezolid- oder Daptomycin-resistente Gram-positive Erreger. Neben verstärkten Impfmaßnahmen, der Förderung der Tiergesundheit und der Reduktion des Antibiotikaeinsatzes, könnten zwei Hygiene-Interventionen die weitere Verbreitung von MRE minimieren: 1) Entfernung der MRE aus der Stallumgebung (Dekontamination) und 2) Entfernung der MRE aus Tieren und Menschen (Dekolonisation). Das Ziel dieses Teilprojektes ist die Untersuchung des Effektes von zwei unterschiedlichen Techniken, um MRE zu reduzieren: 1) Aktive Veränderung der Umgebung durch Ausbringungen von kompetitiven, nicht-resistenten, nicht-krankmachenden Bakterien (Lactobacillus spp.) im Schweinestall. Diese Ausbringung kann über die Luft bzw. durch eine Verfütterung erreicht werden. 2) Die Untersuchung des Einflusses von alternativen Haltungsformen, wie z. B. Einfluss der Tierhaltung auf Stroh auf das MRE-Vorkommen. Diese Interventionsprojekte sollen Ferkelaufzucht, Saugferkel und Sauen umfassen. Finales Ziel ist die Anwendung der MRE-Reduktionsmaßnahmen auf ganze Tierbestände.

Die infektiöse Euterentzündung (Mastitis) zählt zu den häufigsten Erkrankungen bei Milchkühen und verursacht hohe wirtschaftliche Schäden. Neueste Studienergebnisse haben gezeigt, dass eine zunehmende Anzahl der Mastitiden bei Milchkühen durch Methicillin-resistente Staphylococcus (S.) aureus (MRSA) verursacht werden. Dies ist eine alarmierende Entwicklung, da Therapiekonzepte ohnehin bereits eingeschränkt sind und zudem in der Regel auf der Gabe von Beta-Laktam-Antibiotika basieren. Da MRSA per definitionem unempfindlich gegenüber Beta-Laktam-Antibiotika sind, könnte eine Behandlung als Selektion für multi-resistente Erreger (MRE) dienen. Neben diesem veterinärmedizinisch relevanten Aspekt besteht jedoch auch ein Risiko aus der Sicht des gesundheitlichen Verbraucherschutzes, da MRE in die Milchlebensmittelkette gelangen und es so zu einer Übertragung auch zoonotisch relevanter MRE kommen könnte. Das übergeordnete Ziel des Projektes ist es, das Vorkommen von MRE in Milchkuhbeständen und in der Folge eine Übertragung zoonotischer MRE wie MRSA auf den Menschen durch folgende Projektaktivitäten zu reduzieren: 1) Identifizierung von Risikofaktoren die zur Weiterverbreitung von MRE in Milchkuhbeständen und der Milchlebensmittelkette beitragen; 2) Charakterisierung der Gefahren auf der Ebene der Primärproduktion und im Einzelhandel; 3) Identifizierung und Etablierung geeigneter Interventionsmaßnahmen zur Bekämpfung von Mastitiden. Damit wird das Projekt entscheidend zur Verbesserung der Tiergesundheit und zur Prävention der Weiterverbreitung multi-resistenter Erreger vom Tier zum Menschen beitragen (One-Health-Ansatz).

Das Projekt beschäftigt sich mit der Biozidempfindlichkeit zoonotischer Erreger. Es ist in zwei Laborteile untergliedert, mit der Bestimmung der Biozidempfindlichkeit der bakteriellen Erreger und der Analyse von Bakterien, die Resistenz gegenüber Bioziden zeigen. Dazu kommt ein praktischer Teil, der darauf abzielt, verbesserte Protokolle und Empfehlungen zur Biozidanwendung in Tierkliniken und Haushalten zu testen und so zur Reduktion und Vermeidung der Übertragung zoonotisch relevanter Bakterien zwischen Hunden/Katzen und ihren Besitzern beizutragen. Das Projekt beschäftigt sich mit der Entwicklung eines "Antibiotic Stewardship"-Konzepts für zwei in der Kleintiermedizin besonders relevante Indikationen: Harnwegsinfektionen und eitrige Hautinfektionen bei Hunden. Darüber hinaus sollen in Zusammenarbeit mit der Klinik für kleine Haustiere individuelle MRS-Dekolonisierungsstrategien erarbeitet und evaluiert werden.

Koagulase-negative Staphylokokken (KoNS) und Enterokokken aus Staub- und Gülleproben in landwirtschaftlichen Betrieben weisen überraschend hohe antimikrobielle Resistenzen (AMR) gegen zahlreiche antimikrobielle Wirkstoffe (AMs) auf. In diesem Projekt soll das Zusammenspiel zwischen AMR-Umweltkeimem (i.e. KoNS und Enterokokken) mit kommensalen und pathogenen Bakterien in Nutztierhaltungen untersucht werden. Dabei sollen Wissenslücken zur Epidemiologie und Ökologie von resistenten KoNS und Enterokokken geschlossen werden sowie die Frage beantwortet werden, ob diese Umweltkeime einen Einfluss auf die Resistenzlage von zoonotischen Infektionserregern bei landwirtschaftlichen Nutztieren und Personen mit Tierkontakt ausüben. Hauptziel ist es dabei, den Eintritt von AMR-Genen aus Umweltkeimen in kommensale und pathogene Bakterien in einem möglichst frühen Stadium zu verhindern und so die Übertragung und Ausbreitung von (multi)resistenten Infektionserregern (MDRO) bei Nutztieren, in der Bevölkerung und in Krankenhäusern einzudämmen.

Arbeitsschritte sind: 1) Erkundung von Präventionsansätzen zur Reduktion der Übertragung von multiresistenten bakteriellen Infektionserregern (MDRO), insbesondere MRSA, von Mast-Tieren sowie von hospitalisierten Pferden auf beruflich exponierte Menschen (Landwirte, Tierärzte) durch Implementierung alternativer Haltungsbedingungen und Barrieremaßnahmen. 2) Erkundung der Auswirkung der gängigen peri-operativen antibiotischen Prophylaxen bei Pferden auf die Resistenz der Bakterien im Mikrobiom von Pferden und Vergleich herkömmlicher Prophylaxe-Regime mit alternativen Vorgehensweisen.