DNA afslører mennesker som hovedkilden til fækal forurening i Donau

På trods af spildevandshåndtering og rensningsanlæg, menneskeligt affald er fortsat den vigtigste kilde til mikrobiel fækal forurening i Donau-floden. Dette er det mest bemærkelsesværdige fund i en omfattende analyse af fækal forurening i Donau. Undersøgelsen brugte en ny molekylær genetikmetode, der muliggør en klar differentiering af menneskelig mikrobiel fækal forurening fra den animalske oprindelse. Den aktuelt offentliggjorte undersøgelse blev udført med stor deltagelse af Karl Landsteiner University of Health Sciences i regi af Interuniversity Cooperation Center for Water &Health i Østrig.

CSI og retsmedicin kan bruges til at afdække ikke kun seriemordere, men også årsagen til vandforurening - i hvert fald når det kommer til fækal kontaminering. Det er lykkedes et forskerhold ledet af professor Andreas Farnleitner fra Karl Landsteiner University of Health Sciences (KL) og Technische Universität Wien (TU Wien) at demonstrere dette for floden Donau. En raffineret molekylær genetisk metode, som muliggør differentiering af menneskers og dyrs fækalier baseret på bakterielt DNA og er udviklet i fællesskab af professor Farnleiter og hans kolleger fra Interuniversity Cooperation Center for Water &Health (ICC Water &Health), spillet en afgørende rolle i undersøgelsen. Dette ville ikke have været muligt med de hidtil tilgængelige standardmetoder og er en særlig vigtig faktor, når det kommer til at identificere kilden til akut vandforurening.

"Floder bruges ofte til udvinding af drikkevand, " forklarer professor Farnleitner, der er leder af Vandkvalitets- og Sundhedsafdelingen i KL. "Så fækal forurening udgør en potentiel sundhedsrisiko. Standarddetektionsmetoderne er baseret på dyrkning af fækale indikatorbakterier og giver ingen information om, hvorvidt fækaliet er af mennesker eller dyr. I modsætning hertil, den genetiske metode, vi brugte i Donau-undersøgelsen, giver information om netop dette punkt."

Metoden er baseret på de genetiske markører for specifikke bakteriearter (Bacteriodetes), der findes i ekskrementer fra mennesker og dyr. Baseret på deres typiske DNA-sekvenser, disse markører gør det muligt at drage konklusioner om, hvorvidt fækal forurening stammer fra mennesker, drøvtyggere eller svin, for eksempel. Koncentrationen af ​​værtsassocierede Bacteriodetes genetiske fæcesmarkører i Donau er lav, således forstærkede professor Farnleiters team det ved hjælp af polymerasekædereaktionsmetoden (PCR), så de derefter kunne identificere kilden og kategorisere den som stammende fra mennesker, drøvtyggere eller svin.

"Resultatet var utvetydigt:den mikrobielle fækale forurening fundet langs en 2, 580 kilometer lang strækning af Donau-floden var overvejende menneskelig oprindelse. Bidraget fra græssende husdyr og intensivt svinebrug langs floden til forureningen var forholdsvis marginalt alle steder, " forklarer professor Alexander Kirschner fra Institut for Hygiejne og Anvendt Immunologi ved det medicinske universitet i Wien, der koordinerede undersøgelsen sammen med professor Farnleitner. "Dette er vigtigt, fordi forurening fra menneskelige kilder potentielt er farligere end forurening fra dyr. Generelt, de arter af patogener, der findes i menneskelig udskillelse, udgør en større risiko for infektion for mennesker end dem, der findes i animalsk affald. Men – og det er vigtigt at understrege – takket være de talrige vandbeskyttelsesforanstaltninger, der er gennemført i Donau, det er ekstremt rent for en flod af dens størrelse."

Forskerholdet lykkedes med at demonstrere den praktiske anvendelse af den nye metode til et større internationalt flod- og afvandingsområde. Studiet, som begyndte i 2013, blev hovedsageligt udført af videnskabsmænd fra Donau-regionen i forbindelse med Joint Donau Survey 2013 og koordineret af Den Internationale Kommission for Beskyttelse af Donau-floden (ICPDR). Ud over de førnævnte ICC Water &Health, eksperter fra det medicinske universitet i Wien og TU Wien var involveret på vegne af Østrig fra starten. Der blev taget prøver på over 70 steder på Donau – både fra flodens centrale rækkevidde og tæt på bredderne. Den mikrobiologiske vandkvalitet blev også overvåget i en periode på et år på tre udvalgte indvindingspunkter. Alle prøver blev analyseret med både standardmetoder baseret på indikatorbakterier og molekylærbiologiske metoder til påvisning af genetiske markører. Den videre analyse af de 4, 000-plus prøver blev udført med teamet fra KL, som også ydede et stort bidrag til evaluering og fortolkning af data i forbindelse med ICC Water &Health.

Takket være de store mængder data, der er registreret om den rumlige og tidsmæssige fordeling af mikrobiel fækal forurening i Donau og identifikation af deres kilder, undersøgelserne udført som led i JDS 2013-projektet er de mest omfattende af deres art.