Antibiotikaresistenz in Gewässern: Stadt und Land betroffen

Antibiotikaresistente Bakterien gelten als zentrales Gesundheitsproblem – doch ihre Verbreitung reicht weit über Kliniken hinaus. Eine aktuelle Untersuchung zeigt, dass auch natürliche Gewässer betroffen sind. Besonders hoch ist die Diversität sogenannter Resistenzgene in urbanen Seen und Abwasser, doch auch abgelegene Regionen bleiben nicht verschont. Die Ergebnisse stammen von einem Forschungsteam des Leibniz-Instituts für Zoo- und Wildtierforschung (IZW) und des Leibniz-Instituts für Gewässerökologie und Binnenfischerei und wurden im Fachmagazin iScience (2026) veröffentlicht (doi: 10.1016/j.isci.2026.115892).

Fast ein Jahrhundert nach der Entdeckung des ersten Antibiotikums Benzylpenicillin durch Alexander Fleming bleibt Antibiotikaresistenz ein hochaktuelles und gesundheitspolitisch drängendes Thema. Antimikrobielle Resistenzen zählen heute zu den größten Herausforderungen für die öffentliche Gesundheit weltweit.

Das Phänomen selbst war bereits Fleming bekannt: Während einige Bakterienarten durch Antibiotika abgetötet werden, überleben andere aufgrund einer natürlichen Unempfindlichkeit – ein Mechanismus, der als primäre Resistenz bezeichnet wird. Darüber hinaus können ursprünglich empfindliche Bakterien durch genetische Veränderungen Resistenzen entwickeln, die sogenannte sekundäre Resistenz.

Seitdem befindet sich die Medizin in einem fortwährenden Wettlauf mit mikrobiellen Anpassungsprozessen. Strategien wie die Entdeckung neuer antibiotischer Naturstoffe, deren chemische Modifikation, die Entwicklung synthetischer Wirkstoffe oder Kombinationstherapien mit Resistenzinhibitoren erzielten bislang meist nur temporäre Erfolge. Durch Mutationen und horizontalen Gentransfer entstehen kontinuierlich neue Resistenzmechanismen, die sich rasch verbreiten.

Für die Studie analysierten die Forschenden Wasser- und Sedimentproben aus mehreren Seen in Berlin, Brandenburg und Mecklenburg-Vorpommern sowie aus einer Wasseraufbereitungsanlage. Mithilfe von DNA-Analysen identifizierten sie insgesamt 18 verschiedene Klassen von Antibiotika-Resistenzgenen (ARG). Die höchste Diversität zeigte sich im Zulauf der Kläranlage mit 18 Klassen, gefolgt vom Ablauf mit 16 Klassen. Das deutet darauf hin, dass die Aufbereitung nur einen Teil der Resistenzgene entfernt oder ausreichend verdünnt.

Die Analyse ergab, dass lediglich Resistenzgene gegen Glykopeptid-Antibiotika und Nitroimidazole im Zuge der Aufbereitung verschwanden. Alle anderen Resistenzgen-Klassen blieben im gereinigten Wasser erhalten. Urbane Gewässer und deren Sedimente wiesen jeweils etwa 10 Klassen auf. Im Vergleich dazu enthielten ländliche Sedimente 6 Klassen, während in ländlichen Oberflächengewässern keine ARG nachweisbar waren.

„Besorgniserregend ist hingegen der Nachweis von bakteriellen Resistenzgenen in Sedimentproben der Seen im ländlichen Raum“, erklärte Dr. Alex Greenwood, Leiter der Abteilung für Wildtierkrankheiten am Leibniz-IZW und Seniorautor der Studie. „Wassernahe Bodenschichten speichern offenbar Belastungen mit antibiotikaresistenten Bakterien und halten diese in der Umwelt vor, auch wenn das Oberflächenwasser keine nachweisbare Belastung mehr aufweist“, führte er aus. Besonders häufig fanden sich Resistenzgene gegen Aminoglykoside in diesen Sedimenten.

Auch ein abgelegener Teich in Brandenburg zeigte Belastungen: In den Wasserproben wurden 6 Resistenzgene identifiziert. Die zugehörigen Resistenzgen-Klassen – darunter Aminoglykoside, Phenicole und Tetracycline – entsprechen jenen, die auch in städtischen Gewässern vorkommen. Laut Forschungsteam handelt es sich dabei um Antibiotika, die sowohl in der Humanmedizin als auch in der Nutztierhaltung eingesetzt werden und über Abwässer in die Umwelt gelangen.

Ausblick: Die Ergebnisse verdeutlichen, dass Antibiotikaresistenz ein Umweltproblem mit breiter geografischer Verteilung ist. Besonders Sedimente könnten langfristig als Reservoir für Resistenzgene wirken und deren Wiederfreisetzung begünstigen. Künftige Maßnahmen zur Eindämmung sollten daher nicht nur die Abwasserbehandlung verbessern, sondern auch landwirtschaftliche Einträge stärker berücksichtigen.