Mobiele menu

Selection and Transmission of Antimicrobial Resistance in Complex Systems

Projectomschrijving

The emergence of antibiotic resistance is increasingly limiting treatment of bacterial infections.Bacteria can become resistant via a process called “horizontal gene transfer (HGT)” which enable
bacteria to exchange DNA that may include resistance genes. In the STARCS project we have developed novel tools to identify HGT in complex ecosystems, such as the human gut. Studies
conducted in experimental animal models, the community, livestock and hospitals revealed that resistance plasmids can transfer and persist even in the absence of antibiotic selection and
indicated limited contribution of livestock to infections in humans. Mathematical models showed that curtailing antibiotics in livestock may have limited impact on antibiotic resistance in humans
and identified the important role of the environment in antibiotic resistance transmission between livestock and human reservoir as it will mitigate (partially) the effects of livestock antibiotic
curtailments.

Producten

Titel: Transfer and Persistence of a Multi-Drug Resistance Plasmid in situ of the Infant Gut Microbiota in the Absence of Antibiotic Treatment
Auteur: Heidi Gumpert 1 2 , Jessica Z Kubicek-Sutherland 3 , Andreas Porse 4 , Nahid Karami 5 , Christian Munck 4 , Marius Linkevicius 3 , Ingegerd Adlerberth 5 , Agnes E Wold 5 , Dan I Andersson 3 , Morten O A Sommer 4
Magazine: Frontiers in Microbiology, section Infectious Diseases
Titel: Genomic rearrangements uncovered by genome-wide co-evolution analysis of a major nosocomial pathogen, Enterococcus faecium
Auteur: Janetta Top 1 , Sergio Arredondo-Alonso 1 , Anita C Schürch 1 , Santeri Puranen 2 3 , Maiju Pesonen 2 4 3 , Johan Pensar 5 2 , Rob J L Willems 1 , Jukka Corander
Magazine: BMC Genomics
Titel: AcCNET (Accessory Genome Constellation Network): comparative genomics software for accessory genome analysis using bipartite networks
Auteur: Val F Lanza 1 2 3 , Fernando Baquero 1 2 3 , Fernando de la Cruz 4 , Teresa M Coque
Magazine: Bioinformatics
Titel: Modelling the impact of curtailing antibiotic usage in food animals on antibiotic resistance in humans
Auteur: B A D van Bunnik 1 , M E J Woolhouse
Magazine: The Royal Society Open Access
Titel: Quantifying the transmission of antimicrobial resistance at the human and livestock interface with genomics
Auteur: Bryan A Wee 1 , Dishon M Muloi 2 , Bram A D van Bunnik
Magazine: Clinical Microbiology and Infection
Titel: A cross-sectional survey of practices and knowledge among antibiotic retailers in Nairobi, Kenya
Auteur: Dishon Muloi 1 2 3 4 , Eric M Fèvre 5 3 4 , Judy Bettridge 5 3 , Robert Rono 3 , Daniel Ong'are 3 , James M Hassell 5 3 , Maurice K Karani 3 , Patrick Muinde 3 , Bram van Bunnik 1 2 , Alice Street 6 , Margo Chase-Topping 2 7 , Amy B Pedersen 8 , Melissa J Ward 2 9 , Mark Woolhouse
Magazine: Globalisation and Health
Titel: Prospective One Health genetic surveillance in Vietnam identifies distinct bla CTX-M-harbouring Escherichia coli in food-chain and human-derived samples
Auteur: Minh Ngoc Nguyen 1 , Ha Thi Thu Hoang 2 , Basil Britto Xavier 1 , Christine Lammens 1 , Hai Thanh Le 3 , Ngoc Thi Bich Hoang 3 , Son Thai Nguyen 4 , Ngoc Thi Pham 5 , Herman Goossens 1 , Anh Duc Dang 3 , Surbhi Malhotra-Kumar 6
Magazine: Clinical Microbiology and Infection
Titel: Are Food Animals Responsible for Transfer of Antimicrobial-Resistant Escherichia coli or Their Resistance Determinants to Human Populations? A Systematic Review
Auteur: Dishon Muloi 1 2 , Melissa J Ward 2 3 , Amy B Pedersen 2 , Eric M Fèvre 4 5 , Mark E J Woolhouse 1 2 , Bram A D van Bunnik
Magazine: International Journal of Food Microbiology
Titel: In-depth resistome analysis by targeted metagenomics
Auteur: Val F Lanza 1 2 3 4 , Fernando Baquero 1 2 3 , José Luís Martínez 2 4 , Ricardo Ramos-Ruíz 5 , Bruno González-Zorn 6 , Antoine Andremont 7 , Antonio Sánchez-Valenzuela 1 , Stanislav Dusko Ehrlich 8 9 , Sean Kennedy 8 10 , Etienne Ruppé 7 8 , Willem van Schaik 11 12 , Rob J Willems 11 , Fernando de la Cruz 13 14 , Teresa M Coque 15 16 17
Magazine: Bioinformatics
Titel: gplas: a comprehensive tool for plasmid analysis using short-read graphs
Auteur: Sergio Arredondo-Alonso 1 , Martin Bootsma 2 3 , Yaïr Hein 3 , Malbert R C Rogers 1 , Jukka Corander 4 5 6 , Rob J L Willems 1 , Anita C Schürch
Magazine: Bioinformatics
Titel: Chromosome organization by a conserved condensin-ParB system in the actinobacterium Corynebacterium glutamicum
Auteur: Kati Böhm 1 , Giacomo Giacomelli 1 2 , Andreas Schmidt 3 , Axel Imhof 3 , Romain Koszul 4 5 , Martial Marbouty 6 , Marc Bramkamp
Magazine: Nature Communications
Titel: Defining and combating antibiotic resistance from One Health and Global Health perspectives
Auteur: Sara Hernando-Amado 1 , Teresa M Coque 2 , Fernando Baquero 2 , José L Martínez
Magazine: Nature Microbiology
Titel: Genomic and metagenomic technologies to explore the antibiotic resistance mobilome
Auteur: José L Martínez 1 , Teresa M Coque 2 3 4 , Val F Lanza 2 3 4 , Fernando de la Cruz 5 , Fernando Baquero
Magazine: Annals of the New York Acadamy of Sciences
Titel: Comparative genomics of ESBL-producing Escherichia coli (ESBL-Ec) reveals a similar distribution of the 10 most prevalent ESBL-Ec clones and ESBL genes among human community faecal and extra-intestinal infection isolates in the Netherlands (2014-17)
Auteur: T D Verschuuren 1 , D van Hout 1 , S Arredondo-Alonso 2 , A C Fluit 2 , E A Reuland 2 3 4 , J Top 2 , A C Schürch 2 , T Bosch 4 , M J M Bonten 1 2 , J A J W Kluytmans 1 , R J L Willems 2
Magazine: Journal of Antimicrobial Chemotherapy
Titel: Prediction of the intestinal resistome by a three-dimensional structure-based method
Auteur: Etienne Ruppé 1 2 , Amine Ghozlane 3 4 5 , Julien Tap 3 6 , Nicolas Pons 3 , Anne-Sophie Alvarez 3 , Nicolas Maziers 3 , Trinidad Cuesta 7 , Sara Hernando-Amado 7 , Irene Clares 7 , Jose Luís Martínez 7 , Teresa M Coque 8 9 10 , Fernando Baquero 8 9 10 , Val F Lanza 8 9 , Luis Máiz 11 , Tiphaine Goulenok 12 , Victoire de Lastours 13 12 , Nawal Amor 12 , Bruno Fantin 13 12 , Ingrid Wieder 14 , Antoine Andremont 13 14 , Willem van Schaik 15 16 , M
Magazine: Nature Microbiology
Titel: Potential in vivo transfer of a bla CTX-M14-harbouring plasmid established by combining long- and short-read sequencing
Auteur: Basil Britto Xavier 1 , Gesuele Renzi 2 , Christine Lammens 1 , Abdessalam Cherkaoui 2 , Herman Goossens 1 , Jacques Schrenzel 2 , Stephan Harbarth 3 , Surbhi Malhotra-Kumar
Magazine: Journal of Microbiology Methods
Titel: Antibiotic Resistance: Moving From Individual Health Norms to Social Norms in One Health and Global Health
Auteur: Sara Hernando-Amado 1 , Teresa M Coque 2 , Fernando Baquero 2 , José L Martínez
Magazine: Frontiers in Microbiology, section Infectious Diseases
Titel: The Origin of Niches and Species in the Bacterial World
Auteur: Fernando Baquero 1 , Teresa M Coque 1 , Juan Carlos Galán 1 , Jose L Martinez
Magazine: Frontiers in Microbiology, section Infectious Diseases
Titel: Gene Transmission in the One Health Microbiosphere and the Channels of Antimicrobial Resistance
Auteur: Fernando Baquero 1 , Teresa M Coque 1 , José-Luis Martínez 2 , Sonia Aracil-Gisbert 1 , Val F Lanza
Magazine: Frontiers in Microbiology, section Infectious Diseases
Titel: MetaTOR: A Computational Pipeline to Recover High-Quality Metagenomic Bins From Mammalian Gut Proximity-Ligation (meta3C) Libraries
Auteur: Lyam Baudry 1 2 3 , Théo Foutel-Rodier 1 2 3 , Agnès Thierry 1 2 , Romain Koszul 1 2 , Martial Marbouty
Magazine: frontiers in genetics
Titel: The challenges of designing a benchmark strategy for bioinformatics pipelines in the identification of antimicrobial resistance determinants using next generation sequencing technologies
Auteur: Alexandre Angers-Loustau 1 , Mauro Petrillo 1 , Johan Bengtsson-Palme 2 3 , Thomas Berendonk 4 , Burton Blais 5 , Kok-Gan Chan 6 7 , Teresa M Coque 8 , Paul Hammer 9 , Stefanie Heß 4 , Dafni M Kagkli 1 , Carsten Krumbiegel 9 , Val F Lanza 8 , Jean-Yves Madec 10 , Thierry Naas 11 , Justin O'Grady 12 , Valentina Paracchini 1 , John W A Rossen 13 , Etienne Ruppé 14 , Jessica Vamathevan 15 , Vittorio Venturi 16 , Guy Van den Eede
Magazine: F1000 Research
Titel: MetaHiC phage-bacteria infection network reveals active cycling phages of the healthy human gut
Auteur: Martial Marbouty 1 , Agnès Thierry 1 , Gaël A Millot 2 , Romain Koszul 1
Magazine: eLife
Titel: Selection of Resistant Bacteria in Mallards Exposed to Subinhibitory Concentrations of Ciprofloxacin in Their Water Environment
Auteur: Clara Atterby 1 , Marie Nykvist 2 , Ulrika Lustig 2 , Dan I Andersson 2 , Josef D Järhult # 3 , Linus Sandegren
Magazine: Antimicrobial Agents and Chemotherapy
Titel: Plasmids Shaped the Recent Emergence of the Major Nosocomial Pathogen Enterococcus faecium
Auteur: S Arredondo-Alonso # 1 , J Top # 1 , A McNally 2 , S Puranen 3 4 , M Pesonen 3 4 , J Pensar 4 , P Marttinen 4 , J C Braat 1 , M R C Rogers 1 , W van Schaik 2 , S Kaski 3 , R J L Willems # 5 , J Corander # 6 7 8 , A C Schürch
Magazine: mBio
Titel: The global dissemination of hospital clones of Enterococcus faecium
Auteur: Sebastiaan J van Hal 1 2 , Rob J L Willems 3 , Theodore Gouliouris 4 , Susan A Ballard 5 , Teresa M Coque 6 7 , Anette M Hammerum 8 , Kristin Hegstad 9 10 , Hendrik T Westh 11 , Benjamin P Howden 5 , Surbhi Malhotra-Kumar 12 , Guido Werner 13 , Katsunori Yanagihara 14 , Ashlee M Earl 15 , Katherine E Raven 16 , Jukka Corander 17 18 , Rory Bowden 19 20 21 , Enterococcal Group
Magazine: Genome medicine
Titel: Genome Dynamics of Escherichia coli during Antibiotic Treatment: Transfer, Loss, and Persistence of Genetic Elements In situ of the Infant Gut
Auteur: Andreas Porse 1 , Heidi Gumpert 2 , Jessica Z Kubicek-Sutherland 3 , Nahid Karami 4 , Ingegerd Adlerberth 4 , Agnes E Wold 4 , Dan I Andersson 3 , Morten O A Sommer
Magazine: Frontiers in Microbiology, section Infectious Diseases
Titel: Mode and dynamics of vanA-type vancomycin resistance dissemination in Dutch hospitals
Auteur: Sergio Arredondo-Alonso 1 2 , Janetta Top 1 , Jukka Corander 2 3 4 , Rob J L Willems 1 , Anita C Schürch
Magazine: Genome medicine
Titel: Apparent nosocomial adaptation of Enterococcus faecalis predates the modern hospital era
Auteur: Anna K Pöntinen 1 , Janetta Top 2 , Sergio Arredondo-Alonso 3 2 , Gerry Tonkin-Hill 4 , Ana R Freitas 5 , Carla Novais 5 , Rebecca A Gladstone 3 , Maiju Pesonen 6 , Rodrigo Meneses 2 , Henri Pesonen 3 , John A Lees 7 , Dorota Jamrozy 4 , Stephen D Bentley 4 , Val F Lanza 8 , Carmen Torres 9 , Luisa Peixe 5 , Teresa M Coque 10 11 , Julian Parkhill 12 13 , Anita C Schürch # 2 , Rob J L Willems # 2 , Jukka Corander
Magazine: Nature Communications
Titel: Long-term carriage and rapid transmission of extended spectrum beta-lactamase-producing E. coli within a flock of Mallards in the absence of antibiotic selection
Auteur: Linus Sandegren 1 , Johan Stedt 2 , Ulrika Lustig 1 , Jonas Bonnedahl 2 3 , Dan I Andersson 1 , Josef D Järhult
Magazine: Environmental Microbiology
Titel: Evolutionary Pathways and Trajectories in Antibiotic Resistance
Auteur: F Baquero 1 , J L Martínez 2 , V F Lanza 1 3 , J Rodríguez-Beltrán 1 , J C Galán 1 , A San Millán 2 , R Cantón 1 , T M Coque
Magazine: Clinical Microbiology reviews
Titel: mlplasmids: a user-friendly tool to predict plasmid- and chromosome-derived sequences for single species
Auteur: Sergio Arredondo-Alonso 1 , Malbert R C Rogers 1 , Johanna C Braat 1 , Tess D Verschuuren 2 , Janetta Top 1 , Jukka Corander 3 4 5 , Rob J L Willems 1 , Anita C Schürch 1
Magazine: Microbiology
Titel: Novel computational approaches to predict and reconstruct bacterial plasmids
Auteur: Sergio Arredondo Alonso

Verslagen


Eindverslag

Bacteriën worden in toenemende mate resistent tegen antibiotica. Dit is een directe bedreiging voor de gezondheidszorg in Nederland en daarbuiten. Recente studies tonen aan dat in Europa meer dan 30.000 mensen per jaar overlijden ten gevolge van een infectie met een antibioticum-resistente bacterie. Dit project bestudeert de manieren waarbij resistente bacteriën kunnen evolueren in complexe ecosystemen, waarin zij genetisch materiaal kunnen verwerven dat codeert voor antibioticum resistentie. Hiervoor zijn een aantal technieken ontwikkeld die kunnen worden gebruikt om het reservoir van resistente bacteriën te karakteriseren in microbiële ecosystemen. Bovendien vindt onderzoek plaats naar de overdracht van resistente bacteriën tussen dier en mens, waarbij we onder meer onderzoeken of resistente bacteriën overgedragen kunnen worden van honden naar hun eigenaars.

Bacteriën worden in toenemende mate resistent tegen antibiotica. Dit is een directe bedreiging voor de gezondheidszorg in Nederland en daarbuiten. Recente studies tonen aan dat in Europa meer dan 30.000 mensen per jaar overlijden ten gevolge van een infectie met een antibioticum-resistente bacterie.
Dit project bestudeert de manieren waarbij resistente bacteriën kunnen evolueren in complexe ecosystemen, waarin zij genetisch materiaal kunnen verwerven dat codeert voor antibioticum resistentie. Hiervoor zijn een aantal technieken ontwikkeld die kunnen worden gebruikt om het reservoir van resistente bacteriën te karakteriseren in microbiële ecosystemen. Bovendien vindt onderzoek plaats naar de overdracht van resistente bacteriën tussen dier en mens, waarbij we onder meer onderzoeken of resistente bacteriën overgedragen kunnen worden van honden naar hun eigenaars.

Samenvatting van de aanvraag

Selectie en overdracht zijn belangrijke factoren die bijdragen aan de verspreiding van antimicrobiële resistentie (AMR) over de gehele wereld. Selectie en overdracht van AMR worden vaak bestudeerd onder laboratorium omstandigheden, terwijl deze, in de werkelijkheid, plaatsvinden in complexe systemen, zoals de microbiële consortia die mens en dier bevolken en de microbiële ecosystemen in het milieu. Het doel van STARCS (Selectie en Transmisse van Antimicrobiële Resistentie in Complexe Systemen) is om de processen van selectie en overdracht van AMR genen en resistente bacteriën te karakteriseren en te kwantificeren in complexe systemen vanuit een ‘One Health’ perspectief. Data uit het project zullen worden geïntegreerd in mathematische modellen waarvan de uitkomsten gebruikt kunnen worden voor beleidsontwikkeling. Om deze doelen te bereiken zal het STARCS consortium (i) innovatieve metagenomics methodologiën ontwikkelen en gebruiken om AMR genen te linken aan hun bacteriële gastheren en mobiele genetische elementen in monsters van mensen en dieren en uit het milieu en hun expressie te bepalen, (ii) relevante diermodellen en observationele studies (in ziekenhuizen en in honden en hun eigenaars) gebruiken om selectie en transmissie van multi-resistente Enterobacteriaceae te analyseren en (iii) moderne epidemiologische modelling tools toe te passen om de verspreiding van ‘Extended Spectrum Beta-Lactamase’ producerende Escherichia coli tussen mens en dier te bepalen. STARCS zal technologische doorbraken ontwikkelen om de dynamiek van selectie en overdracht van AMR te bepalen op verschillende niveaus: van het resistentie-gen, het mobiele genetische element, de bacterie, de interface tussen mens, dier en milieu, en in klinische omgevingen. Dit project zal belangrijke kennis in de processen van selectie en transmissie opleveren en zal wetenschappers nieuwe analyse-methodes geven om selectie en overdracht van AMR in complexe systemen te bestuderen. STARCS zal data genereren die zal bijdragen aan het ontwikkelen van nieuw beleid over AMR in nationale en internationale instellingen.

Onderwerpen

Kenmerken

Projectnummer:
547001009
Looptijd: 100%
Looptijd: 100 %
2017
2021
Onderdeel van programma:
Gerelateerde subsidieronde:
Projectleider en penvoerder:
Dr. R.J.L. Willems
Verantwoordelijke organisatie:
Universitair Medisch Centrum Utrecht