Assoc. Prof. Priv.-Doz. Mag. Dr. Alexander Kirschner | Karl Landsteiner Privatuniversität für Gesundheitswissenschaften

Alexander Kirschner Water Quality and Health

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alexander.kirschner@kl.ac.at

Publikationen

2021
- Zeitschriftenartikel
  - Demeter, K., Derx, J., Komma, J., Parajka, J., Schijven, J., Sommer, R., Cervero-Aragó, S., Lindner, G., Zoufal-Hruza, C.M., Linke, R., Savio, D., Ixenmaier, S.K., Kirschner, A.K.T., Kromp, H., Blaschke, A.P. & Farnleitner, A.H., 2021. Modelling the interplay of future changes and wastewater management measures on the microbiological river water quality considering safe drinking water production. Science of The Total Environment, 768.
2020
- Zeitschriftenartikel
  - Demeter, K., Burnet, J.-B., Stadler, P., Kirschner, A.K.T., Zessner, M. & Farnleitner, A.H., 2020. Automated online monitoring of fecal pollution in water by enzymatic methods. Current Opinion in Environmental Science & Health.
  - Frick, C., Vierheilig, J., Nadiotis-Tsaka, T., Ixenmaier, S., Linke, R., Reischer, G.H., Komma, J., Kirschner, A.K.T., Mach, R.L., Savio, D., Seidl, D., Blaschke, A.P., Sommer, R., Derx, J. & Farnleitner, A.H., 2020. Elucidating fecal pollution patterns in alluvial water resources by linking standard fecal indicator bacteria to river connectivity and genetic microbial source tracking. Water Research, S.116132.
  - Kolm, C., Cervenka, I., Aschl, U.J., Baumann, N., Jakwerth, S., Krska, R., Mach, R.L., Sommer, R., DeRosa, M.C., Kirschner, A.K.T., Farnleitner, A.H. & Reischer, G.H., 2020. DNA aptamers against bacterial cells can be efficiently selected by a SELEX process using state-of-the art qPCR and ultra-deep sequencing. Scientific Reports, 10(1).
  - Vezzulli, L., Baker-Austin, C., Kirschner, A.K.T., Pruzzo, C. & Martinez-Urtaza, J., 2020. Global emergence of environmental non-O1/O139 Vibrio cholerae infections linked with climate change: a neglected research field?. Environmental microbiology.
    Link
2019
- Buchkapitel
  - Kolarevic, S., Kračun-Kolarević, M., Jovanovic, J., Ilić, M., Paunović, M., Kostić-Vuković, J., Martinović, R., Jokanović, S., Joksimovic, D., Pešić, V., Kirschner, A.K.T., Linke, R., Ixenmaier, S., Farnleitner, A.H., Savio, D., Reischer, G., Tomić, N. & Vuković-Gačić, B., 2019. Microbiological Water Quality of Rivers in Montenegro. In The Handbook of Environmental Chemistry. Berlin, Heidelberg: Springer.
    Link
  - Linke, R.B., Stadler, P., Reischer, G.H., Savio, D., Kollanur, D., Mayer, R., Mach, R.L., Kirschner, A.K.T., Sommer, R., Derx, J., Stadler, H. & Farnleitner, A.H., 2019. Using genetic microbial source tracking (MST) markers to identify fecal pollution sources in spring water of a large alpine karst catchment. In J. B. Rose & Jiménez-Cisneros, B. (Hrsg.): Global Water Pathogen Project. East Lansing, Michigan: Michigan State UniversityUNESCO.
- Konferenzbeitrag
  - Baron, S., Larvor, E., Jouy, E., Kempf, I., Chevalier, S., Granier, S.A., Boncy, J., Rossignol, E., Piarroux, R., Kirschner, A.K.T., Lesne, J. & Smith, P., 2019. Poster: Determination of provisional epidemiological cut-off values (COWT): a first step to monitor antimicrobial resistance in Vibrio cholerae non-O1/non-O139 isolates. In 8th Biennial International Conference on the Biology of Vibrios (ICBV). November 17-20, 2019. Montreal, Canada.
  - Cervero-Arago, S., Schrammel, B., Dietersdorfer, E., Sommer, R., Luck, C., Walochnik, J. & Kirschner, A.K.T., 2019. Presentation: Viable but nonculturable (VBNC) Legionella pneumophila induced at high temperatures: viability and infectivity patterns. In 20th International Symposium on Health-Related Water Microbiology (HRWM). 15-20 September 2019. Vienna, Austria.
  - Demeter, K., Derx, J., Schijven, J., Sommer, R., Cervero-Arago, S., Lindner, G., Zoufal-Hruza, C., Linke, R.B., Savio, D., Ixenmaier, S.K., Kirschner, A.K.T., Tomenendal, A., Blaschke, A.P. & Farnleitner, A.H., 2019. Poster: Effect of climatic and demographic changes and the upgrading of wastewater infrastructure on the bacterial faecal pollution of a large river and on the associated health risks. In 20th International Symposium on Health-Related Water Microbiology (HRWM). 15-20 September 2019. Vienna, Austria.
  - Frick, C., Vierheilig, J., Zornig, H., Antensteiner, R., Baumgartner, C., Bucher, C., Blaschke, A.P., Derx, J., Kirschner, A.K.T., Ryzinska-Paier, G., Mayer, R., Seidl, D., Nadiotis-Tsaka, T., Sommer, R. & Farnleitner, A.H., 2019. Presentation: Poikilothermic animals as a previously unrecognized source of fecal indicator bacteria. In 20th International Symposium on Health-Related Water Microbiology (HRWM). 15-20 September 2019. Vienna, Austria.
  - Kilic, H.S., Cervero-Arago, S., Frick, C., Linke, R.B., Schijven, J., Kirschner, A.K.T., Lindner, G., Walochnik, J., Sommer, R., Blaschke, A.P., Farnleitner, A.H. & Derx, J., 2019. Poster: Sources, Transport Paths and Infection Risks during the use of Urban Surface Waters for Recreational Activities. In 20th International Symposium on Health-Related Water Microbiology (HRWM). 15-20 September 2019. Vienna, Austria.
  - Kirschner, A.K.T., 2019. Präsentation: Bakterien im Trinkwasser: Freunde oder Feinde?. In FORUM Wasserhygiene Kongress. 23.10.2019. Wien, Österreich.
  - Kirschner, A.K.T., Lepuschitz, S., Larvor, E., Granier, S.A., Pretzer, C., Mach, R.L., Farnleitner, A.H., Ruppitsch, W., Pleininger, S., Indra, A. & Baron, S., 2019. Poster: Antimicrobial resistance properties within a Vibrio cholerae non-O1/non-139 population from a large Austrian lake. In 8th Biennial International Conference on the Biology of Vibrios (ICBV). November 17-20, 2019. Montreal, Canada.
  - Rehm, C., Vierheilig, J., Kolm, C., Jakwerth, S., Hein, T., Farnleitner, A.H., Reischer, G.H. & Kirschner, A.K.T., 2019. Poster: Quantification and prediction of Vibrio cholerae nonO1/nonO139 in bathing waters. In 20th International Symposium on Health-Related Water Microbiology (HRWM). 15-20 September 2019. Vienna, Austria.
  - Rehm, C., Vierheilig, J., Kolm, C., Jakwerth, S., Pleininger, S., Indra, A., Hein, T., Farnleitner, A.H., Reischer, G.H. & Kirschner, A.K.T., 2019. Poster: Quantification and predication of Vibrio cholerae non-O1/non-O139 in bathing waters. In 8th Biennial International Conference on the Biology of Vibrios (ICBV). November 17-20, 2019. Montreal, Canada.
  - Savio, D., Karl, M., Stadler, P., Reischer, G.H., Demeter, K., Linke, R.B., Blaschke, A.P., Mach, R.L., Kirschner, A.K.T., Stadler, H. & Farnleitner, A.H., 2019. Poster: High-throughput 16S rRNA gene amplicon sequencing for the characterisation of the drinking water microbiome from an alpine karst spring. In 20th International Symposium on Health-Related Water Microbiology (HRWM). 15-20 September 2019. Vienna, Austria.
  - Savio, D., Vierheilig, J., Karl, M., Houdek, J., Jakwerth, S., Fiedler, F., Goll, T., Brandl, H., Kandler, W., Sommer, R., Kirschner, A.K.T. & Farnleitner, A.H., 2019. Poster: Combining flow cytometric and taxonomic analysis of bacterial community dynamics to study the biostability of drinking water resources – Part 2: High-throughput 16S rRNA gene amplicon sequencing. In 20th International Symposium on Health-Related Water Microbiology (HRWM). 15-20 September 2019. Vienna, Austria.
  - Vierheilig, J., Savio, D., Jakwerth, S., Karl, M., Goll, T., Fiedler, F., Brandl, H., Kandler, W., Sommer, R., Farnleitner, A.H. & Kirschner, A.K.T., 2019. Poster: Combining flow cytometric and taxonomic analysis of bacterial community dynamics to study the biostability of drinking water resources – Part 1: Flow cytometric determination of microbial cell numbers. In 20th International Symposium on Health-Related Water Microbiology (HRWM). 15-20 September 2019. Vienna, Austria.
- Zeitschriftenartikel
  - Cervero-Arago, S., Schrammel, B., Dietersdorfer, E., Sommer, R., Luck, C., Walochnik, J. & Kirschner, A.K.T., 2019. Viability and infectivity of viable but nonculturable Legionella pneumophila strains induced at high temperatures. Water Research, 158, S.268-279.
    Link
  - Herzig, A., Hatvani, I.G., Tanos, P., Blaschke, A.P., Sommer, R., Farnleitner, A.H. & Kirschner, A.K.T., 2019. Mikrobiologisch-hygienische Untersuchungen am Neusiedler See – von der Einzeluntersuchung zum Gesamtkonzept. Österreichische Wasser- und Abfallwirtschaft, 71(11-12), S.537-555.
  - Lepuschitz, S., Baron, S., Larvor, E., Granier, S.A., Pretzer, C., Mach, R.L., Farnleitner, A.H., Ruppitsch, W., Pleininger, S., Indra, A. & Kirschner, A.K.T., 2019. Phenotypic and Genotypic Antimicrobial Resistance Traits of Vibrio cholerae Non-O1/Non-O139 Isolated From a Large Austrian Lake Frequently Associated With Cases of Human Infection. Front Microbiol, 10, S.2600.
  - Martzy, R., Bica-Schroder, K., Palvolgyi, A.Mark, Kolm, C., Jakwerth, S., Kirschner, A.K.T., Sommer, R., Krska, R., Mach, R.L., Farnleitner, A.H. & Reischer, G.H., 2019. Simple lysis of bacterial cells for DNA-based diagnostics using hydrophilic ionic liquids. Scientific reports, 9, S.13994.
  - Savio, D., Stadler, P., Reischer, G.H., Demeter, K., Linke, R.B., Blaschke, A.P., Mach, R.L., Kirschner, A.K.T., Stadler, H. & Farnleitner, A.H., 2019. Spring Water of an Alpine Karst Aquifer Is Dominated by a Taxonomically Stable but Discharge-Responsive Bacterial Community. Frontiers in microbiology, 10, S.28.
  - van Driezum, I.H., Derx, J., Oudega, T.J., Zessner, M., Naus, F.L., Saracevic, E., Kirschner, A.K.T., Sommer, R., Farnleitner, A.H. & Blaschke, A.P., 2019. Spatiotemporal resolved sampling for the interpretation of micropollutant removal during riverbank filtration. The Science of the total environment, 649, S.212-223.
2018
- Buchkapitel
  - Farnleitner, A.H., Savio, D., Sommer, R., Reischer, G., Kirschner, A.K.T., Zerobin, W. & Stadler, H., 2018. Integrated strategy to guide health-related microbial quality management at alpine karstic drinking water resources. In W. White, Herman, J., Herman, E., & Rutigliano, M. (Hrsg.): Karst Groundwater Contamination and Public Health. Advances in Karst Science. Springer, Cham, S. 185-192.
    Link
- Konferenzbeitrag
  - Demeter, K., Derx, J., Schijven, J., Sommer, R., Lindner, G., Zoufal-Hruza, C., Linke, R.B., Ixenmaier, S.K. & Kirschner, A.K.T., 2018. Presentation: The QMRAcatch Approach: Using Pathogen, Indicator and Source Tracking Data for Long-Term Water Safety Planning. In IWA World Water Conference & Exhibition. 16-21 September 2018. Tokyo, Japan.
  - Farnleitner, A.H., Savio, D., Jakwerth, S., Ixenmaier, S.K., Toth, E., Sommer, R., Linke, R.B., Mach, R.L., Kolarevic, S., Reischer, G.H. & Kirschner, A.K.T., 2018. Präsentation: Nachweis und Herkunftsbestimmung fäkaler Verschmutzungen im Zeitalter der molekular-biologischen Diagnostik am Beispiel der Donau. In 36. Jahrestagung der Österreichischen Gesellschaft für Hygiene, Mikrobiologie und Präventivmedizin. 4.-7. Juni 2018. Graz, Österreich.
  - Glassner, T., Linke, R.B., Farnleitner, A.H., Waldhör, K. & Kirschner, A.K.T., 2018. Poster: Cultivation-independent diagnostics of microbial contamination of explanted knee and hip prostheses from sonication fluids. In 36. Jahrestagung der Österreichischen Gesellschaft für Hygiene, Mikrobiologie und Präventivmedizin. 4.-7.6.2018. Graz, Österreich.
  - Horejs, J., Jakwerth, S., Sommer, R., Farnleitner, A.H. & Kirschner, A.K.T., 2018. Poster: Cell-based detection of abundant faecal indicator bacteria in water. In 36. Jahrestagung der Österreichischen Gesellschaft für Hygiene, Mikrobiologie und Präventivmedizin. 4.-7.6.2018. Graz, Österreich.
  - Karl, M., Linke, R.B., Ixenmaier, S.K., Sommer, R., Kirschner, A.K.T., Farnleitner, A.H. & Savio, D., 2018. Poster: Vergleichende Analyse mitochondrialer und bakterieller Marker für die Herkunftsbestimmung fäkaler Verunreinigungen in Trinkwasserressourcen mittels quantitativer PCR. In 36. Jahrestagung der Österreichischen Gesellschaft für Hygiene, Mikrobiologie und Präventivmedizin. 4.-7.6.2018. Graz, Österreich.
  - Kirschner, A.K.T. & Farnleitner, A.H., 2018. Präsentation: Online-Überwachung der bakteriellen Zellzahlen – Neue Methoden und Einsatzmöglichkeiten. In GWRS-Symposium der Österreichischen Vereinigung im Gas- und Wasserfach (ÖVGW). 7. November 2018. Wien, Österreich.
  - Kirschner, A.K.T., 2018. Präsentation: Die mikrobiologische Qualitätscharakteristik von Grund- und Trinkwasser: Zellzahlen, Aktivitäten, Biostabilität und genetische Charakterisierung. In GWRS-Symposium der Österreichischen Vereinigung im Gas- und Wasserfach (ÖVGW). 7. November 2018. Wien, Österreich.
  - Kirschner, A.K.T., van Driezum, I.H., Jakwerth, S., Lindner, G., Farnleitner, A.H., Sommer, R. & Blaschke, A.P., 2018. Präsentation: Räumlich-zeitliche Schwankungen der bakteriellen Biomasse und Aktivität im Grundwasser eines hochdynamischen Uferfiltrationssystems, das zur Trinkwassergewinnung genutzt wird. In 36. Jahrestagung der Österreichischen Gesellschaft für Hygiene, Mikrobiologie und Präventivmedizin. 4.-7. Juni 2018. Graz, Österreich.
  - Lindner, G., Gemeiner, E., Knetsch, S., Lettl, A., Holzhammer, E., Kirschner, A.K.T., Farnleitner, A.H. & Sommer, R., 2018. Poster: Vermehrungspotenzial - Trinkwasser: Standardisierung und Qualitätssicherung. In 36. Jahrestagung der Österreichischen Gesellschaft für Hygiene, Mikrobiologie und Präventivmedizin. 4.-7.6.2018. Graz, Österreich.
  - Martzy, R., Kolm, C., Mach, R.L., Krska, R., Jakwerth, S., Kirschner, A.K.T., Sommer, R., Farnleitner, A.H. & Reischer, G.H., 2018. Poster: A field-deployable concept for the rapid molecular detection of fecal contamination in water. In 36. Jahrestagung der Österreichischen Gesellschaft für Hygiene, Mikrobiologie und Präventivmedizin. 4.-7.6.2018. Graz, Österreich.
- Zeitschriftenartikel
  - Bliem, R., Reischer, G., Linke, R., Farnleitner, A.H. & Kirschner, A.K.T., 2018. Spatiotemporal Dynamics of Vibrio cholerae in Turbid Alkaline Lakes as Determined by Quantitative PCR. Applied and Environmental Microbiology, 84.
  - Frick, C., Vierheilig, J., Linke, R., Savio, D., Zornig, H., Antensteiner, R., Baumgartner, C., Bucher, C., Blaschke, A.P., Derx, J., Kirschner, A.K.T., Ryzinska-Paier, G., Mayer, R., Seidl, D., Nadiotis-Tsaka, T., Sommer, R. & Farnleitner, A.H., 2018. Poikilothermic Animals as a Previously Unrecognized Source of Fecal Indicator Bacteria in a Backwater Ecosystem of a Large River. Applied and Environmental Microbiology, 84.
  - Hatvani, I.G., Kirschner, A.K.T., Farnleitner, A.H., Tanos, P. & Herzig, A., 2018. Hotspots and main drivers of fecal pollution in Neusiedler See, a large shallow lake in Central Europe. Environmental Science and Pollution Research, 25, S.28884-28898.
  - Kirschner, A.K.T., Pleininger, S., Jakwerth, S., Rehak, S., Farnleitner, A.H., Huhulescu, S. & Indra, A., 2018. Application of three different methods to determine the prevalence, the abundance and the environmental drivers of culturable Vibrio cholerae in fresh and brackish bathing waters. Journal of Applied Microbiology, 125, S.1186-1198.
  - Mayer, R., Karl, M., Linke, R., Kirschner, A.K.T., Reischer, G., Sommer, R., Zessner, M., Savio, D. & Farnleitner, A.H., 2018. Analytik fäkaler mikrobiologischer Verunreinigungen im Zeitalter der molekularbiologischen Diagnostik. Wiener Mitteilungen , 247, S.47-54.
  - Savio, D., Stadler, P., Reischer, G.H., Kirschner, A.K.T., Demeter, K., Linke, R., Blaschke, A.P., Sommer, R., Szewzyk, U., Wilhartitz, I.C., Mach, R.L., Stadler, H. & Farnleitner, A.H., 2018. Opening the black box of spring water microbiology from alpine karst aquifers to support proactive drinking water resource management. WIREs Water, 5, S.e1282.
  - van Driezum, I.H., Chik, A.H.S., Jakwerth, S., Lindner, G., Farnleitner, A.H., Sommer, R., Blaschke, A.P. & Kirschner, A.K.T., 2018. Spatiotemporal analysis of bacterial biomass and activity to understand surface and groundwater interactions in a highly dynamic riverbank filtration system. Science of the Total Environment, 627, S.450-461.
2017
- Zeitschriftenartikel
  - Kirschner, A.K.T., Reischer, G.H., Jakwerth, S., Savio, D., Ixenmaier, S., Toth, E., Sommer, R., Mach, R.L., Linke, R., Eiler, A., Kolarevic, S. & Farnleitner, A.H., 2017. Multiparametric monitoring of microbial faecal pollution reveals the dominance of human contamination along the whole Danube River. Water Research, 124, S.543-555.
  - Kittinger, C., Kirschner, A.K.T., Lipp, M., Baumert, R., Mascher, F., Farnleitner, A.H. & Zarfel, G.E., 2017. Antibiotic Resistance of Acinetobacter spp. Isolates from the River Danube: Susceptibility Stays High. International Journal of Environmental Research and Public Health, 15.
  - van Driezum, I.H., Derx, J., Saracevic, E., Kirschner, A.K.T., Sommer, R., Farnleitner, A.H. & Blaschke, A.P., 2017. Does Pumping Volume Affect the Concentration of Micropollutants in Groundwater Samples?. Groundwater Monitoring & Remediation, 37, S.82-88.
    Link
  - Zibuschka, F., Kirschner, A.K.T., Frick, C., Lindner, G., Reischer, G., Lendenfeld, T., Vogl, W., Schauer, U. & Farnleitner, A.H., 2017. Mikrobiologie und Wasser - Teil 1: Übersicht zu den methodischen Möglichkeiten der Analyse. ÖWAV-Arbeitsbehelft. Österreichischer Wasser- und Abfallwirtschaftsverband (ÖWAV), 52.

Forschungsprojekte

Dissertationsprojekt Vibrio cholerae – Gesundheitliche Relevanz von Vibrio cholerae in Badegewässern
Beurteilung der gesundheitlichen Relevanz von Vibrio cholerae in Badegewässern in Niederösterreich: Verbreitung, Häufigkeit, Diversität und potenzielle Pathogenität
- Projektnummer: SC19-006
- Projektleitung: Alexander Kirschner, Karl Landsteiner Privatuniversität für Gesundheitswissenschaften / Fachbereich Wasserqualität und Gesundheit
- Projektlaufzeit: 36 Monate ab 01.04.2020
Hintergrund
Vibrio cholerae ist ein natürlicher Bewohner von Gewässern und Erreger der Cholera. Die Cholera wird durch toxigene Stämme der Serogruppen O1 und O139 ausgelöst, nicht-toxigene Stämme (NTVC) können eine Vielzahl anderer Infektionen mit möglichem letalem Ausgang auslösen. Verursacht durch den Klimawandel kam es in den letzten 20 Jahren in Europa zu einem Anstieg von NTVC Infektionen. In Niederösterreich traten erstmals 2015 zwei extrem schwere Fälle (einer davon tödlich) auf, die mit Badeaktivitäten während einer extremen sommerlichen Hitzeperiode assoziiert waren. Bis dato sind die entscheidenden Faktoren, die das NTVC Vorkommen in Binnenbadegewässern steuern, nicht ausreichend bekannt. Diese Information und das Vorhandensein verlässlicher NTVC Bestimmungsmethoden sind Voraussetzung für Vorhersagemodelle und Frühwarnsysteme für NTVC. Neben Kultivierungsverfahren wurden molekularbiologische und zellbasierte Methoden entwickelt. Bisher hat sich die Kombination aus spezifischer Fluoreszenzmarkierung und Festphasenzytometrie als beste Methode erwiesen.
Dennoch kann in diesem Verfahren V.cholerae nicht von nahe verwandten Arten unterschieden werden, es ist äußerst aufwändig und teuer. In diesem Projekt wird deshalb ein Verfahren auf Basis alternativer Erkennungsmoleküle –APTAMERE– entwickelt. Aptamere sind kurze Oligonukleotide die ihre Zielmoleküle mit hoher Selektivität und Affinität binden. Sie wurden in vielen Anwendungen als Antikörpern gleichwertig dargestellt. Sobald ein Aptamer identifiziert ist, können sie zu geringen Kosten in unlimitierter Menge produziert werden. Bis dato aber gibt es keine Aptamere für V.cholerae.
Zwei Hauptziele sollen erreicht werden. Erstens sollen die V.cholerae Abundanzen in repräsentativen Badegewässern unter Berücksichtigung ökologischer, zeitlicher und räumlicher Gradienten umfassend dokumentiert und zweitens eine neue innovative Aptamer-basierte Methode für die verbesserte Quantifizierung von V.cholerae entwickelt werden.
Vorhersagemodelle für die Verbreitung von NTVC in Badegewässern sollen als Tool für Risikoabschätzungen entwickelt werden, sowie einfache Protokolle für die kultivierungsunabhängige Quantifizierung von V.cholerae. Dadurch wird das Projekt zu einer besseren Vorbeugung und Volksgesundheit hinsichtlich NTVC in Badegewässern und toxigenen V.cholerae in Wasserressourcen beitragen. Die generierten Aptamerprodukte, Anwendungen und das geistige Eigentum sollen über das Projekt hinaus in translationalen Folgeprojekten, spin-off Firmen oder der Vergabe an lokale Drittfirmen verwertet werden. Das Projekt trägt direkt zum prioritären Forschungsschwerpunkt “Intelligente Indikationssysteme und Diagnostik” innerhalb der jüngsten FTI Strategie für Niederösterreich bei. Nachhaltige Kollaboration zwischen den Projektpartnern innerhalb des Interuniversitären Kooperationszentrums Wasser & Gesundheit wird gestärkt. Das Projekt soll somit nachhaltig dem Land Niederösterreich auf mehreren Ebenen Nutzen bringen.
RIVAR – Human-assoziierte Antibiotikaresistenzen in Flüssen Niederösterreichs
Ein quantitatives Konzept zur Untersuchung human-assoziierter Antibiotikaresistenzen in Flüssen entlang des humanen Abwasserpfades
- Projektnummer: LSC18-007
- Projektleitung: Alexander Kirschner, Karl Landsteiner Privatuniversität für Gesundheitswissenschaften / Fachbereich Wasserqualität und Gesundheit
- Projektpartner: Universität für Bodenkultur, Wien / Department of Agrobiotechnology, IFA-Tulln, Medizinische Universität Graz, Amt der NÖ Landesregierung / Abteilung für Wasser, Medizinische Universität Wien / Institut für Hygiene und Angewandte Immunologie
- Projektlaufzeit: 36 Monate ab 01.03.2020
Hintergrund
Der Anstieg von Antibiotikaresistenzen (AMR) ist eine globale Bedrohung für die menschliche Gesundheit. Neben Krankenhäusern, in denen multiresistente Bakterien ein akutes Problem darstellen, gewinnt die Ausbreitung von mansch-assoziierten antibiotikaresistenten Bakterien (ARB) und Resistenzgenen (ARG) aus Kläranlagen in Flüssen zunehmend an Bedeutung, da Flusswasser für eine Vielzahl von Zwecken (Trinkwassergewinnung, Erholung, Bewässerung) genutzt wird. Obwohl in den letzten Jahren viele Studien veröffentlicht wurden, die das Vorhandensein von mensch-assoziierten ARB
und ARG in Flüssen belegen, existiert kein umfassendes quantitatives Konzept, das die Verteilungsmuster und Einflussfaktoren von human-assoziierten ARB und ARG beschreibt und erklärt. Für dieses Projekt wurde ein neues quantitatives Konzept entwickelt, um die Verteilungsmuster, Ausbreitungswege und Einflussfaktoren von mensch-assoziierten ARB und ARG entlang von vier Flüssen in Niederösterreich zu untersuchen, die Gradienten in Flussgröße, Landnutzung, Fäkalienbelastung, Krankenhausabwasser und möglichen Ko-Selektionsfaktoren wie Schwermetalle aufweisen. Zwei Hypothesen sollen getestet werden: (1) Im Wasser sind mensch -assoziierte ARB- und ARG-Abundanzen an das Ausmaß der Fäkalbelastung und an den Abwassereintrag aus Krankenhäusern gekoppelt. (2) In Biofilmen können die mensch-assoziierten ARB- und ARG-Abundanzen vom Ausmaß der Fäkalbelastung und Krankenhausabwässer entkoppelt sein. Unter dem Einfluss spezifischer ökologischer Selektionsfaktoren (Schwermetalle) tritt eine Amplifikation von ARB und ARG auf. Das neue Konzept basiert auf der Quantifizierung von human-assoziierten ARB und ARG in spezifischen Bakterien, die in Wasser und Biofilmen durch einen kombinierten kultur- und DNA-basierten Ansatz bestimmt werden. Diese Informationen werden mit quantitativen Daten über das Ausmaß und die Quellen der Fäkalbelastung sowie mit einer umfassenden Erfassung der Umweltbedingungen verknüpft. Diese Studie wird neue Ideen zum Verständnis und Management der mikrobiellen Wasserqualität und AMR in Flüssen stimulieren. Auf globaler Ebene adressiert das Projekt direkt die grundlegenden Anforderungen der Forschungsagenda, die im WHO-Aktionsplan für Wasser, Abwasser und AMR festgelegt ist. Auf europäischer Ebene adressiert es direkt den konkreten Maßnahmenplan zur Schließung von Wissenslücken über AMR im Rahmen des neuen EU AMR-Aktionsplans. Auf lokaler Ebene leistet sie einen direkten Beitrag zum priorisierten Forschungsbereich "Organische Spurenstoffe" im Rahmen des Themas "Wasser" der aktuellen FTI-Strategie für Niederösterreich. Nachhaltige Kooperationen zwischen den Projektpartnern am Interuniversitären Kooperationszentrum Water & Health an der KL Krems, am IFA Tulln der Universität für Bodenkultur, Wien und an der Medizinischen Universität Graz werden gefördert. Damit leistet das Projekt einen nachhaltigen Beitrag zum Wohle Niederösterreichs und darüber hinaus.
Whole-Danube-River AMR – Fäkale Ausbreitungswege von Antibiotikaresistenzen entlang der gesamten Donau
Fäkale Ausbreitungswege von Antibiotikaresistenzen entlang der gesamten Donau
- Projektnummer: P32464-B
- Projektleitung: Alexander Kirschner, Medizinische Universität Wien / Institut für Hygiene und Angewandte Immunologie
- Projektpartner: Medizinische Universität Graz, Karl Landsteiner Privatuniversität für Gesundheitswissenschaften / Fachbereich Wasserqualität und Gesundheit
- Projektlaufzeit: 48 Monate ab 11.06.2019
Fäkale Eintragssituation Donau
Erhebung der fäkalen Eintragssituation für die niederösterreichische Donau anhand von E. coli
- Projektnummer: WA2-A-226/050-2019
- Projektleitung: Alexander Kirschner, Karl Landsteiner Privatuniversität für Gesundheitswissenschaften / Fachbereich Wasserqualität und Gesundheit
- Projektpartner: Medizinische Universität Wien / Institut für Hygiene und Angewandte Immunologie, Technische Universität Wien
- Projektlaufzeit: 30 Monate ab 29.03.2019
Hintergrund
Erhebung der fäkalen Eintragssituation für die niederösterreichische Donau:
In den vergangenen Monaten wurden in diversen Medien und in der Bevölkerung mehrmals Vermutungen geäußert, dass die Donauschifffahrt zu einer signifikanten fäkalen Belastung der Donau führen würde. Zur fäkalen Belastung liegen derzeit jedoch keine aktuellen und gesicherten Datenserien über einen repräsentativen Zeitraum vor. Das Untersuchungskonzept beruht auf der räumlich-zeitlich hochaufgelösten Analyse von Fäkalindikatorbakterien (FIB) für den NÖ Abschnitt der Donau, sowie einer ersten Abschätzung der FIB Emissionspotenziale für die Donauschifffahrt mit einem Vergleich zu kommunalen Eintragsquellen. Darüber hinausgehend wird eine chemo-physikalische Grundcharakterisierung der Wasserqualität und eine genetische Analyse zur Herkunftsbestimmung fäkaler Einträge an ausgewählten Punkten vorgenommen. Entlang der niederösterreichischen Donau werden dabei 11 ausgewählte Transekte (Querprofile) im Jahresverlauf charakterisiert und engmaschige Zeitserien an neuralgischen Donaustellen mittels automatisierter Probennahmen erhoben. Um eine Abschätzung des Verschmutzungspotenzials von Donauschiffen zu unterstützen, werden Schiffsabwässer auch mikrobiologisch und chemisch näher untersucht. Dabei finden alle gängigen Schiffs- bzw. Abwassertypen Berücksichtigung. Die Untersuchung wird in enger Kooperation zwischen dem Land NÖ, Gruppe Wasser und der Karl Landsteiner Privatuniversität für Gesundheitswissenschaften, Fachbereich Wasserqualität und Gesundheit, mit Unterstützung der ICC Water & Health als Partnerin, durchgeführt.
VIBRIO – Quantifizierung und Vorhersage von Vibrio cholerae Bakterien in Badegewässern
Eine innovative Strategie zur Quantifizierung und Vorhersage toxigener und nicht toxigener Vibrio cholerae Bakterien in natürlichen Gewässern
- Projektnummer: LSC17-007
- Projektleitung: Alexander Kirschner, Karl Landsteiner Privatuniversität für Gesundheitswissenschaften / Fachbereich Wasserqualität und Gesundheit
- Projektpartner: Technische Universität Wien / IFA Tulln Working Group Molecular Diagnostics, Amt der NÖ Landesregierung / Abteilung für Umwelthygiene, Medizinische Universität Wien / Institut für Hygiene und Angewandte Immunologie
- Projektlaufzeit: 48 Monate ab 01.01.2019
Hintergrund
Vibrio cholerae ist ein natürlicher Bewohner von Gewässern und Erreger der Cholera. Die Cholera wird durch toxigene Stämme der Serogruppen O1 und O139 ausgelöst, nicht-toxigene Stämme (NTVC) können eine Vielzahl anderer Infektionen mit möglichem letalem Ausgang auslösen. Verursacht durch den Klimawandel kam es in den letzten 20 Jahren in Europa zu einem Anstieg von NTVC Infektionen. In Niederösterreich traten erstmals 2015 zwei extrem schwere Fälle (einer davon tödlich) auf, die mit Badeaktivitäten während einer extremen sommerlichen Hitzeperiode assoziiert waren. Bis dato sind die entscheidenden Faktoren, die das NTVC Vorkommen in Binnenbadegewässern steuern, nicht ausreichend bekannt. Diese Information und das Vorhandensein verlässlicher NTVC Bestimmungsmethoden sind Voraussetzung für Vorhersagemodelle und Frühwarnsysteme für NTVC. Neben Kultivierungsverfahren wurden molekularbiologische und zellbasierte Methoden entwickelt. Bisher hat sich die Kombination aus spezifischer Fluoreszenzmarkierung und Festphasenzytometrie als beste Methode erwiesen.
Dennoch kann in diesem Verfahren V.cholerae nicht von nahe verwandten Arten unterschieden werden, es ist äußerst aufwändig und teuer. In diesem Projekt wird deshalb ein Verfahren auf Basis alternativer Erkennungsmoleküle –APTAMERE– entwickelt. Aptamere sind kurze Oligonukleotide die ihre Zielmoleküle mit hoher Selektivität und Affinität binden. Sie wurden in vielen Anwendungen als Antikörpern gleichwertig dargestellt. Sobald ein Aptamer identifiziert ist, können sie zu geringen Kosten in unlimitierter Menge produziert werden. Bis dato aber gibt es keine Aptamere für V.cholerae.
Zwei Hauptziele sollen erreicht werden. Erstens sollen die V.cholerae Abundanzen in repräsentativen Badegewässern unter Berücksichtigung ökologischer, zeitlicher und räumlicher Gradienten umfassend dokumentiert und zweitens eine neue innovative Aptamer-basierte Methode für die verbesserte Quantifizierung von V.cholerae entwickelt werden.
Vorhersagemodelle für die Verbreitung von NTVC in Badegewässern sollen als Tool für Risikoabschätzungen entwickelt werden, sowie einfache Protokolle für die kultivierungsunabhängige Quantifizierung von V.cholerae. Dadurch wird das Projekt zu einer besseren Vorbeugung und Volksgesundheit hinsichtlich NTVC in Badegewässern und toxigenen V.cholerae in Wasserressourcen beitragen. Die generierten Aptamerprodukte, Anwendungen und das geistige Eigentum sollen über das Projekt hinaus in translationalen Folgeprojekten, spin-off Firmen oder der Vergabe an lokale Drittfirmen verwertet werden. Das Projekt trägt direkt zum prioritären Forschungsschwerpunkt “Intelligente Indikationssysteme und Diagnostik” innerhalb der jüngsten FTI Strategie für Niederösterreich bei. Nachhaltige Kollaboration zwischen den Projektpartnern innerhalb des Interuniversitären Kooperationszentrums Wasser & Gesundheit wird gestärkt. Das Projekt soll somit nachhaltig dem Land Niederösterreich auf mehreren Ebenen Nutzen bringen.

Informationen für

Assoc. Prof. PD. Mag. Dr. Alexander Kirschner

Publikationen

2021

Zeitschriftenartikel

2020

Zeitschriftenartikel

2019

Buchkapitel

Konferenzbeitrag

Zeitschriftenartikel

2018

Buchkapitel

Konferenzbeitrag

Zeitschriftenartikel

2017

Zeitschriftenartikel

Forschungsprojekte

Dissertationsprojekt Vibrio cholerae – Gesundheitliche Relevanz von Vibrio cholerae in Badegewässern

Hintergrund

RIVAR – Human-assoziierte Antibiotikaresistenzen in Flüssen Niederösterreichs

Hintergrund

Whole-Danube-River AMR – Fäkale Ausbreitungswege von Antibiotikaresistenzen entlang der gesamten Donau

Fäkale Eintragssituation Donau

Hintergrund

VIBRIO – Quantifizierung und Vorhersage von Vibrio cholerae Bakterien in Badegewässern

Hintergrund

Aktuelles

Reine Nervensache: Vernetzung von Nerven überraschenderweise durch Ionenkanäle beeinflusst

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