Determination of Antibiotic Resistance Status of Escherichia coli Strains Isolated From Drinking And Usage Water in Sakarya Province

Yıl 2024, Cilt: 9 Sayı: 4, 691 - 696, 31.12.2024

Naşide Dönmez , Elmas Pınar Kahraman Kılbaş , İhsan Hakkı Çiftci

https://doi.org/10.35229/jaes.1552565

Öz

Pathogen contamination in water systems is increasing and this situation leads to an increase in gastrointestinal infections especially among children. The aim of this study is to determine the risk of E. coli contamination in drinking and usage water within the borders of Sakarya province and to examine the antibiotic resistance status of the isolated strains. E. coli was isolated from 450 water samples collected from the districts of Sakarya between 2023-2024 using membrane filtration method and chromogenic coliform agar (CCA). Antibiotic resistance of bacteria was evaluated by disk diffusion method. E. coli was detected in 15.6% of 450 water samples. E. coli was found in 72% of the water samples taken from Geyve district, and this rate was found to be statistically significantly higher than other districts(p<0.05). It was determined that 25.71% of the isolated strains were resistant to one or more antibiotics. E. coli strains are generally sensitive to carbapenems and 3rd generation cephalosporins, but resistance to penicillin and cephalosporins was detected in some samples. High E. coli contamination and antibiotic resistance were detected in drinking and utility water in regions where agriculture and animal husbandry are intense. This situation is seen as a result of incorrect and excessive antibiotic use. This contamination in drinking water poses a great risk to public health. The presence of E. coli in drinking and utility water indicates deficiencies in disinfection of water and the risk of fecal contamination. Improving water treatment facilities and disinfection methods, preventing antibiotic resistance and raising public awareness are of great importance. The results of this study emphasize the need for safe and hygienic water supply.

Anahtar Kelimeler

Escherichia coli , antibiotic resistance , drinking water contamination , fecal contamination

Sakarya İlinde İçme ve Kullanma Sularından İzole Edilen Escherichia coli Suşlarının Antibiyotik Direnç Durumlarının Belirlenmesi

Öz

Su sistemlerinde patojen kontaminasyonu giderek artmakta ve bu durum, özellikle çocuklar arasında gastrointestinal enfeksiyonların artmasına yol açmaktadır. Bu çalışmanın amacı, Sakarya il sınırlarında içme ve kullanma sularındaki Escherichia coli kontaminasyon riskini belirlemek ve izole edilen suşların antibiyotik direnç durumlarını incelemektir. Sakarya ilçelerinden 2023-2024 yılları arasında toplanan 450 su numunesinden E. coli izolasyonu, membran filtreleme yöntemi ve kromojenik koliform agar (CCA) kullanılarak yapıldı. Bakterilerin antibiyotik dirençleri disk difüzyon yöntemi ile değerlendirildi. Çalışmada 450 su numunesinin %15,6'sında E. coli tespit edildi. Geyve ilçesinden alınan su numunelerinin %72'sinde E. coli bulunmuş olup, bu oran diğer ilçelere göre istatistiksel olarak anlamlı derecede yüksek bulundu (p<0.05). İzole edilen suşların %25,71'inin bir veya daha fazla antibiyotiğe dirençli olduğu belirledi. E. coli suşları genel olarak karbapenemler ve 3. kuşak sefalosporinlere duyarlıdır, ancak bazı kökenlerde penisilin ve sefalosporinlere karşı direnç tespit edildi. Tarım ve hayvancılığın yoğun olduğu bölgelerde içme ve kullanma sularında yüksek E. coli kontaminasyonu ve antibiyotik direnci tespit edilmiştir. Bu durum, yanlış ve aşırı antibiyotik kullanımının bir sonucu olarak görülmektedir. İçme sularındaki bu kontaminasyon, halk sağlığı açısından büyük bir risk oluşturmaktadır. İçme ve kullanma sularındaki E. coli varlığı, suyun dezenfeksiyonunda eksiklikler olduğunu ve fekal kontaminasyon riskini işaret etmektedir. Su arıtma tesislerinin ve dezenfeksiyon yöntemlerinin iyileştirilmesi, antibiyotik direncinin önlenmesi ve halkın bilinçlendirilmesi büyük önem taşımaktadır. Bu çalışmanın sonuçları, suyun güvenli ve hijyenik bir şekilde temin edilmesinin gerekliliğini vurgulamaktadır.

Anahtar Kelimeler

Escherichia coli , antibiyotik direnci , içme suyu kontaminasyonu , fekal kontaminasyon

Kaynakça

• Ahmed, H., Zolfo, M., Williams, A., Ashubwe-Jalemba, J., Tweya, H., Adeapena, W., Labi, A.K., Adomako, L.A.B., Addico, N.D., Banu, A., Akrong, O., Quarcoo, G., Borbor, S. & Osei- Atweneboana, M. (2022). Antibiotic-Resistant Bacteria in Drinking Water from the Greater Accra Region, Ghana: A Cross-Sectional Study, December 2021-March 2022. International Journal of Environmental Research and Public Health, 19(19). DOI: 10.3390/ijerph191912300
• Akkan, T. & Topkaraoğlu, T. (2020). Tatlısu kaynaklarımızdaki Escherichia coli izolatlarının antibiyotik direnç düzeylerinin belirlenmesi: Batlama Deresi örneği, Giresun. Journal of Anatolian Environmental and Animal Sciences, 4(3), 539-544.
• Aktürk, S., Matyar, F. & Dinçer, S. (2010). Adana- Tufanbeyli yol hattındaki çeşme sularından izole edilen gram negatif bakterilerin antibiyotik dirençlerinin incelenmesi. 40, 54-59.
• Alemdar, S., Kahraman, T., Agaoglu, S. & Alisarli, M. (2009). Bitlis ili içme sularının bazı mikrobiyolojik ve fizikokimyasal özellikleri. Ekoloji, 19(73), 29-38.
• Bauer, A.W., Kirby, W.M., Sherris, J.C. & Turck, M. (1966). Antibiotic susceptibility testing by a standardized single disk method. American Journal of Clinical Pathology, 45(4), 493-496.
• Bazzi, A.M., Rabaan, A.A., Fawarah, M.M. & Al- Tawfiq, J.A. (2017). Direct identification and susceptibility testing of positive blood cultures using high speed cold centrifugation and Vitek II system. Journal of Infection and Public Health, 10(3), 299-307.
• Caskurlu, H., Culpan, M., Erol, B., Turan, T., Vahaboglu, H. & Caskurlu, T. (2020). Changes in antimicrobial resistance of urinary tract ınfections in adult patients over a 5-year period. Urologia Internationalis, 104(3-4), 287-292.
• Çelebi, H., (2018). Karasu kanal sularının belirli mikroorganizma türlerinin araştırılması. Journal of Engineering Sciences and Design, 6(2), 182- 189.
• Delair, Z. (2021). Genotyping, phenotyping and phylogenetic classification of environmental Escherichia coli isolates. Dissertation. University of Johannesburg.
• European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing. (2022). Breakpoint tables for interpretation of MICs and zone diameters. Version 12.0. Växjö, Sweden.
• Frieri, M., Kumar, K. & Boutin, A. (2017). Antibiotic resistance. Journal of Infection and Public Health, 10(4), 369-378.
• Gümüş, D. (2011). Kullanma ve içme sularında EHEC, EPEC ve ETEC suşlarının varlığının ve antibiyotiklere duyarlılıklarının araştırılması. İstanbul Üniversitesi Sağlık Bilimleri Enstitüsü. İstanbul, Türkiye, 120s.
• Hutchings, M. I., Truman, A. W. & Wilkinson, B. (2019). Antibiotics: past, present and future. Current Opinion in Microbiology, 51, 72-80. Kayserili Orhan, .F., Altoparlak, U. & Odacı, L. (2019). An investigation of antibiotic resistance and extended spectrum beta-lactamase presence in E. coli strains isolated from drinking water collected from Gümüşhane Province. Anke Dergisi, 33(1), 12-17.
• Lucky, M.T. (2007). The bacterial pathogenicity of source waters based on enterovirulent E. coli as model pathogens, (May). University Of Johannesburg, Faculty Of Science, Barnard TG, P. Jagals (Prof.) Nasrollahian, S., Graham, J.P. & Halaji, M. (2024). A review of the mechanisms that confer antibiotic resistance in pathotypes of E. coli. Frontiers in Cellular and Infection Microbiology, 14(April), 1-28.
• Ozaslan, A. (2009). Adana içme suyunda fekal koliform düzeyinin belirlenmesi ve antibiyotik dirençlilik frekansı. Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Biyoteknoloji Anabilim Dalı. Adana, Türkiye, 75s.
• Pitout, J.D.D. (2012). Extraintestinal pathogenic Escherichia coli: A combination of virulence with antibiotic resistance. Frontiers in Microbiology, 3, 1-7.
• Ram, S., Vajpayee, P., Tripathi, U., Singh, R.L., Seth, P.K. & Shanker, R. (2008). Determination of antimicrobial resistance and virulence gene signatures in surface water isolates of Escherichia coli. Journal of Applied Microbiology, 105(6), 1899-1908.
• Rompré, A., Servais, P., Baudart, J., de-Roubin, M. R. & Laurent, P. (2002). Detection and enumeration of coliforms in drinking water: current methods and emerging approaches. Journal of microbiological methods, 49(1), 31-54.
• Schachner-Gröhs, I., Strohhammer, T., Frick, C., Campostrini, L., Linke, R.B., Zarfel, G., Farnleitner, A.H. & Kirschner, A.K.T. (2023). Low antimicrobial resistance in Escherichia coli isolates from two large Austrian alpine karstic spring catchments. Sci Total Environ, 894, 164949.
• Taviani, E., van den Berg, H., Nhassengo, F., Nguluve, E., Paulo, J., Pedro, O. & Ferrero, G. (2022). Occurrence of waterborne pathogens and antibiotic resistance in water supply systems in a small town in Mozambique. BMC Microbiology, 22(1), 1-11.
• Toroman Selçuk, Z. (2011). Van ve yöresi içme sularında Aeromonas spp., koliform, Escherichia coli varlığının araştırılması ve izole edilen Aeromonas türlerinin antimikrobiyel maddelere dirençliliklerinin belirlenmesi. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Sağlık Bilimleri Enstitüsü Besin Hijyeni ve Teknolojisi Anabilim Dalı. Van, Türkiye, 100s.
• Tuna, A., Arslan, F., Akkuş, İ., Böke, E., Şahin, Ö., Kaçmaz, B., & Gül, S. (2024). İdrar kültürlerinden izole edilen Escherichia coli suşlarının klinikte sıkça kullanılan antibiyotiklere karşı direnç oranlarının araştırılması. The Journal of Kırıkkale University Faculty of Medicine, 26(1), 1-4.