Odpornost proti protimikrobnim učinkovinam v okolju

Opis predmeta

1. Pregled spojin, za katere je znano, da vzpodbudijo razvoj odpornosti mikroorganizmov:

a. štirje podrazredi: antibiotiki, antimikotiki, protivirusna zdravila in antiparazitiki; b. substance za vzpodbujanje rasti v živinoreji; c. biocidi (npr. razkužila in površinsko aktivne snovi, konzervansi), d. spojine naravnega izvora (npr. iz rastlin), e. ksenobiotične snovi (npr. topila, kot so oktanol, heksan in toluen); f. težke kovine

2. Intrinzični in pridobljeni mehanizmi protimikrobne odpornosti, vertikalni in horizontalni prenosi genov

3. Skupne značilnosti, hkratni ali navzkrižni prenos in povezave med odpornostjo proti različnim snovem in postopkom.

4. Načini širjenja protimikrobnih sredstev in odpornih mikroorganizmov v okolju:

1. vodna okolja, površinske vode, podtalnice,
2. odpadne vode iz zdravstvenih in farmacevtskih ustanov;
3. komunalne in industrijske odpadne vode
4. izplake gnojevke iz živinoreje v okolje in njihova uporaba v poljedelstvu
5. uporaba aktivnega blata iz čistilnih naprav kot gnojilo;
6. ribogojstvo;
7. aerosoli;
8. rastlinska biomasa;
9. živali za proizvodnjo hrane;
10. prst, sediment in kompostiranje

5. Protimikrobne snovi v okolju: fizikalno-kemijske lastnosti (pH, topnost, hidrofobnost, Henrijev koeficient itd.), stabilnost in spremembe v okolju ter delovanje in aktivnost razgradnih produktov.

6. Vpliv ostankov protimikrobnih snovi na organizme v okolju, vključno s človekom in ocena tveganja (akutni in/ali dolgoročni, kronični strupeni učinki na človeka in okolje, skrb vzbujajoče PBT in vPvB snovi)

7. Intrinzična odpornost okoljskih nepatogenih mikroorganizmov proti protimikrobnim snovem v okolju, brez vpliva človeka. Možnosti horizontalnega prenosa genov za odpornost na potencialne humane patogene in obratno.

8. Prenos večkratno odpornih mikroorganizmov v javnih nezdravstvenih ustanovah (npr. socialno varstvene ustanove, šole, vrtci) ter v domačem okolju in njihov vpliv na okužbe, povezane z zdravstvom.

9. Uporaba protimikrobih snovi v živilstvu in njihov vpliv na odpornost patogenih mikroorganizmov, ki se prenašajo alimentarno in kot zoonoze.

10. Pregled metod za ugotavljanje delovanja protimikrobnih snovi in odpornih mikroorganizmov ter iskanje njihovih tarč ali mehanizmov prilagoditve/odpornosti.

11. Celostni nadzor nad uporabo protimikrobnih snovi in drugih biocidov ter pojavom genov za odpornost v humani in veterinarski medicini, v živinoreji, v živilstvu in okolju

Cilji in kompetence

Študent:

– pozna zakonitosti in mehanizme odpornosti proti protimikrobnim sredstvom;

– je usposobljen za pravilno izbiro ter uporabo različnih metod za spremljanje, vrednotenje in kritično presojanje pojava večkratno odpornih mikroorganizmov v kliničnih in nekliničnih okoljih;

– je usposobljen za analizo tveganj širjenja odpornih mikroorganizmov, genov za odpornost in zaviralnih snovi v institucijah z različno dejavnostjo: na področju zdravstva, socialnega varstva, farmacevtske proizvodnje, živilstva, ekologije in trajnostnega razvoja;

– zna ustrezno ravnati in pravilno obravnavati protimikrobne snovi, razkužila, biocide, substance s težkimi kovinami, snovi, ki spremenijo površinsko napetost, zlasti z vidika njihove vloge pri onesnaževanju okolja;

– zna predvideti možne neželene vplive nekontrolirane uporabe protimikrobnih snovi, biocidov za okolje in zdravje;

Metode poučevanja in učenja

Predavanja, diskusijske delavnice predstavljenih seminarjev, demonstracija in laboratorijske vaje.

Predvideni študijski rezultati

Znanje in razumevanje

Razumevanje vpliva človeka na ekosistem in kompleksnih soodvisnosti ter zakonitosti procesov v okolju (zrak, tla in voda) s stališča širjenja onesnažil in genov za odpornosti.

Uporaba

Sinteza medicinskih, sanitarnih, inženirskih in zdravstvenih principov in tehnik skupaj z znanjem naravoslovja ter trajnostnega razvoja za reševanje specifičnih problemov.

Pridobljena znanja in uporabljene pristope je študent sposoben uporabiti pri samostojnem razvojnem in raziskovalnem delu

Refleksija

Študent je sposoben samostojno definirati problem, načrtovati vsebino raziskovalnega dela, predvideti metode dela ter postaviti raziskovalne cilje.

Prenosljive spretnosti

Sinteza teoretičnega znanja različnih bazičnih področij znanosti pri reševanju praktičnih problemov iz prakse. Prenosljive spretnosti

Študent je sposoben kritično analizirati in povezovati literaturne podatke, sintetizirati različna znanja, zagovarjati rezultate ter sodelovati v diskusiji.

Reference nosilca

KARMEN GODIČ TORKAR:

ŠUNTA, Urška, ŽITNIK, Miha, CONCETTA FINOCCHIARO, Noemi, GRIESSLER BULC, Tjaša, GODIČ TORKAR, Karmen. Faecal indicator bacteria and antibiotic-resistant ß-lactamase producing Escherichia coli in blackwater : a pilot study. Arhiv za higijenu rada i toksikologiju. [Print ed.]. 2019, vol. 70, no. 2, str. 140-148, graf. prikazi. ISSN 0004-1254

GODIČ TORKAR, Karmen, BEDENIĆ, Branka. Antimicrobial susceptibility and characterization of metallo-ß-lactamases, extended-spectrum ß-lactamases, and carbapenemases of Bacillus cereus isolates. Microbial pathogenesis, ISSN 0882-4010, maj 2018, vol. 118, str. 140-145, doi: 10.1016/j.micpath.2018.03.026.

GODIČ TORKAR, Karmen, IVIĆ, Sanja. Surveillance of bacterial colonisation on contact surfaces in different medical wards. Arhiv za higijenu rada i toksikologiju. [Print ed.]. 2017, vol. 68, no. 2, str. 116-126, graf. prikazi. ISSN 0004-1254. http://hrcak.srce.hr/183263, DOI: 10.1515/aiht-2017-68-2892.

GODIČ TORKAR, Karmen, DRAŽETIČ, Mirjana. The microbial contamination and the presence of ß-lactamase producing Gram-negative bacteria in the water and on the surfaces of public recreation water facilities. International journal of environmental health research, ISSN 0960-3123, 2017, vol. 27, no. 4, str. 293-305,

GODIČ TORKAR, Karmen, BEDENIĆ, Branka, PLEČKO, Vanda. Antimicrobial susceptibility and the in vitro postantibiotic effects of vancomycin and ciprofloxacin against Bacillus cereus isolates. Journal of chemotherapy, ISSN 1120-009X, 2016, vol. 28, iss. 3, str. 151-158.

BEDENIĆ, Branka, BEADER, Nataša, GODIČ TORKAR, Karmen, PRAHIN, Esmina, MIHALJEVIĆ, Ljiljana, ĆAĆIĆ, Marko, VRANEŠ, Jasmina. Postantibiotic effect of colistin alone and combined with vancomycin or meropenem against Acinetobacter spp. with well defined resistance mechanisms. Journal of chemotherapy, ISSN 1120-009X, 2016, vol. 28, iss. 5, str. 375-382.

JERNEJA AMBROŽIČ AVGUŠTIN:

SKOK, Sara, KOGOVŠEK, Blaž, TOMAZIN, Rok, ŠTURM, Samo (avtor, fotograf), AMBROŽIČ, Jerneja, MULEC, Janez (avtor, fotograf). Antimicrobial resistant Escherichia coli from karst waters, surfaces and bat guano in Slovenian caves Acta carsologica,  letn. 49, št. 2/3, str. 265-279.

MOGROVEJO, Diana C., PERINI, Laura, GOSTINČAR, Cene, SEPČIĆ, Kristina, TURK, Martina, AMBROŽIČ, Jerneja, BRILL, Florian H. H., GUNDE-CIMERMAN, Nina. Prevalence of antimicrobial resistance and hemolytic phenotypes in culturable Arctic bacteria. Frontiers in microbiology, 3 Apr. 2020, vol. 3, article 570, str. 1-13.

ZUPANČIČ, Jerneja, TURK, Martina, ČRNIGOJ, Miha, AMBROŽIČ, Jerneja, GUNDE-CIMERMAN, Nina. The dishwasher rubber seal acts as a reservoir of bacteria in the home environment. BMC microbiology,  2019, vol. 19, no. 300, str. 1-15.

AMBROŽIČ, Jerneja, PETRIČ, Patricia, PAŠIĆ, Lejla. Screening the cultivable cave microbial mats for the production of antimicrobial compounds and antibiotic resistance. International journal of speleology,  2019, vol. 48, no. 3, str. 295-303. 

ZORMAN-ROJS, Olga, ZDOVC, Irena, DOVČ, Alenka, ŽGAJNAR, Jaka, SLAVEC, Brigita, KRAPEŽ, Uroš, AMBROŽIČ, Jerneja. Presence and distribution of extended-spectrum and AmpC beta-lactamases-producing Escherichia coli on poultry farms in Slovenia. The Journal of Applied Poultry Research, ISSN 1056-6171, 2019, vol. 28, no. 1, str. 200-209.

KRIŽMAN, Manja, AMBROŽIČ, Jerneja, ZDOVC, Irena, GOLOB, Majda, TRKOV, Marija, JAMNIKAR CIGLENEČKI, Urška, BIASIZZO, Majda, KIRBIŠ, Andrej. Antimicrobial resistance and molecular characterization of extended-spectrum B-lactamases and other Escherichia coli isolated from food of animal origin and human intestinal isolates. Journal of food protection, 2017, vol. 80, no. 1, str. 113-120.

TREBŠE POLONCA:

BABIĆ, Sanja, ČIŽMEK, Lara, MARŠAVELSKI, Aleksandra, MALEV, Olga, PFLIEGER, Maryline, STRUNJAK-PEROVIĆ, Ivančica, TOPIĆ POPOVIĆ, Natalija, ČOŽ-RAKOVAC, Rozelindra, TREBŠE, Polonca. Utilization of the zebrafish model to unravel the harmful effects of biomass burning during Amazonian wildfires. Scientific reports, ISSN 2045-2322, 2021, vol. 11, str. 1-12.

TARTARO BUJAK, Ivana, BAVCON KRALJ, Mojca, KOSYAKOV, Dmitry, UL'YANOVSKII, Nikolai, LEBEDEV, Albert T., TREBŠE, Polonca. Photolytic and photocatalytic degradation of doxazosin in aqueous solution. Science of the total environment. 2020, 740, 140131-1-1401316-8, ISSN 0048-9697.

LEBEDEV, Albert T., BAVCON KRALJ, Mojca, POLYAKOVA, Olga V., DETENCHUK, Elena Andreevna, POKRYSHKIN, Sergey Alexandrovich, TREBŠE, Polonca. Identification of avobenzone by-products formed by various disinfectants in different types of swimming pool waters. Environment international. [Print ed.]. 2020, vol. 137, str. 105495-1-105495-8, ilustr. ISSN 0160-4120.

BAVCON KRALJ, Mojca, FORTUNA, Anja, ABRAM, Anže, TREBŠE, Polonca. Dish handwashing : an overlooked source of contamination. Environmental chemistry letters, ISSN 1610-3653, 2019, [v tisku], ilustr. https://link.springer.com/article/10.1007/s10311-019-00918-5,

BAVCON KRALJ, Mojca, FORTUNA, Anja, ABRAM, Anže, TREBŠE, Polonca. Dish handwashing : an overlooked source of contamination. Environmental chemistry letters, ISSN 1610-3653, 2019, [v tisku], ilustr. https://link.springer.com/article/10.1007/s10311-019-00918-5, doi: 10.1007/s10311-019-00918-5.

ŽABAR, Romina, SARAKHA, Mohamed, LEBEDEV, Albert T., POLYAKOVA, Olga V., TREBŠE, Polonca. Photochemical fate and photocatalysis of 3,5, 6-trichloro-2-pyridinol, degradation product of chlorpyrifos. Chemosphere, ISSN 0045-6535. [Print ed.], 2016, vol. 144, str., graf. prikazi, doi: 10.1016/j.chemosphere.2015.09.030

ANJA KLANČNIK:

KLANČNIK, Anja, ŠIMUNOVIĆ, Katarina, KOVAČ, Jasna, SAHIN, Orhan, WU, Zuowei, VUČKOVIĆ, Darinka, ABRAM, Maja, ZHANG, Qijing, SMOLE MOŽINA, Sonja. The anti-Campylobacter activity and mechanisms of pinocembrin action. Microorganisms, ISSN 2076-2607, 2019, vol. 7, iss. 12, str. 1-15, ilustr. https://doi.org/10.3390/microorganisms7120675, doi: 10.3390/microorganisms7120675.

ŠIMUNOVIĆ, Katarina, SAHIN, Orhan, KOVAČ, Jasna, SHEN, Zhangqi, KLANČNIK, Anja, ZHANG, Qijing, SMOLE MOŽINA, Sonja. (-)-[alpha]-Pinene reduces quorum sensing and Campylobacter jejuni colonization in broiler chickens. PloS one, ISSN 1932-6203, 2020, vol. 15, iss. 4, str. 1-16, e0230423, ilustr., doi: 10.1371/journal.pone.0230423.

KLANČNIK, Anja, ŠIMUNOVIĆ, Katarina, STERNIŠA, Meta, RAMIĆ, Dina, SMOLE MOŽINA, Sonja, BUCAR, Franz. Anti-adhesion activity of phytochemicals to prevent Campylobacter jejuni biofilm formation on abiotic surfaces. Phytochemistry reviews, ISSN 1568-7767, 2021, vol. 20, str. 55-84, ilustr., doi: 10.1007/s11101-020-09669-6.

KLANČNIK, Anja, ŠIKIĆ POGAČAR, Maja, TROŠT, Kajetan, TUŠEK-ŽNIDARIČ, Magda, MOZETIČ VODOPIVEC, Branka, SMOLE MOŽINA, Sonja. Anti-Campylobacter activity of resveratrol and an extract from waste Pinot noir grape skins and seeds, and resistance of C. jejuni planktonic and biofilm cells, mediated via the CmeABC efflux pump. Journal of applied microbiology. Jan. 2017, vol. 122, iss. 1, str. 65-77, ilustr. ISSN 1364-5072. DOI: 10.1111/jam.13315.

KURINČIČ, Marija, KLANČNIK, Anja, SMOLE MOŽINA, Sonja. Epigallocatechin gallate as a modulator of Campylobacter resistance to macrolide antibiotics. International journal of antimicrobial agents. [Print ed.]. 2012, vol. 40, issue 5, str. 467-471. ISSN 0924-8579. DOI: 10.1016/j.ijantimicag.2012.07.015.

KLANČNIK, Anja, SMOLE MOŽINA, Sonja, ZHANG, Qijing. Anti-Campylobacter activities and resistance mechanisms of natural phenolic compounds in Campylobacter. PloS one. 2012, vol. 7, no. 12, str. 1-10, e51800. ISSN 1932-6203. DOI: 10.1371/journal.pone.0051800

Temeljni viri in literatura

Patricia L. Keen, Mark H. M. M. Montforts. Antimicrobial Resistance in the Environment. Wiley, p: 632, ISBN: 978-0-470-90542-5

Antimicrobial resistance and food safety : methods and techniques. Editors Chin-Yi Chen, Xianghe Yan, Charlene R. Jackson. Amsterdam [etc.] : Elsevier/AP, cop. 2015, p. 438.

Hardcover ISBN: 9780128012147; eBook ISBN: 9780128013373.

Carlos F. Amabile-Cuevas Antibiotics and Antibiotic Resistance in the Environment, 2020 CRC Press, p. 136  ISBN 9780367575175

Antibiotic Resistance in the Environment. A Worldwide Overview. Editors: Manaia, C.M., Donner, E., Vaz-Moreira, I., Hong, P. 2020,  Springer Nature Switzerland AG ISBN 978-3-030-55065-3.

The European Union Summary Report on Antimicrobial Resistance in zoonotic and indicator bacteria from humans, animals and food in 2017/2018. ECDC EJ EFSA Journal, Approved: 31 January 2020. doi: 10.2903/j.efsa.2020.6007. dostopno na: https://efsa.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.2903/j.efsa.2020.6007 <4. 2. 2021>.

Revijalni članki s področja, tekoča periodika in druga učna gradiva // actual scientific papers in the field, current periodicals, other teaching materials.