Mikroorganismer i norsk barnehagestøv: Venn eller fiende?

Transkript

1 Mikroorganismer i norsk barnehagestøv: Venn eller fiende? Anders Benteson Nygaard PhD Candidate Oslo and Akershus University College (HiOA) Nasjonal Inneklimakonferanse 2017, Radisson Hotel Blu Plaza, Oslo, 9-10 mai 2017

2 Hvem er jeg Doktorgradsstipendiat ved Høgskolen i Oslo og Akershus Fakultet for teknologi, kunst og design, Institutt for bygg- og energiteknikk Fakultet for helsefag, Institutt for naturvitenskapelige helsefag Bakgrunn B.Sc. Biologi M. Sc Biomedisin og tømrer

3 Mikroorganismer Bakterier Muggsopp Kartlegging Prøvetakning Dyrkning Mikroskopi Mikroorganismer og inneklima

4 Avskjermet Selektive kilder Statisk

5 Bakterielle kilder Prussin, A. J. and L. C. Marr (2015). "Sources of airborne microorganisms in the built environment." Microbiome 3(1): Davis MF, Iverson SA, Baron P, Vasse A, Silbergeld EK, Lautenbach E, et al. Household transmission of meticillin-resistant Staphylococcus aureus and other staphylococci. The Lancet Infectious Diseases. 2012;12(9):

6 "The great plate count anomaly" - Omtrent 1% av alle mikroorganismer i miljøet er kultiverbare

7 DNA sekvensering og bioinformatikk Arvemateriale i celler Fremskritt i sekvenseringsteknologi muligjør ny forskning Mikrobiomer Miljømikrobiologi Big Data Bygningsmikrobiomer

8 Hva kan vi måle Artsrikhet

9 Hva kan vi måle Artsrikhet Sammensetning

10 Hva kan vi måle Artsrikhet Sammensetning "Community" sammenligning

11 Studier Ventilasjon i barnehager Ventilasjonstøv Avtrekk og tilluft, Ni ventilasjonsanlegg Andre analyser Endotoksiner CFU-målinger Longitudinell kartlegging av inneklima Gulvstøv Nybygd barnehage Tre rom Fem ganger, et år Andre analyser Antibiotika-resistens Petrifilm Overflate-RLU

12 Prøveinnsamling Støvprøver samlet i sterile filterkassetter Ventilasjonsfilter Gulv

13 DNA prosessering og sekvensering DNA ekstraksjon Powerwater DNA isolation kit (MoBio) Amplicon library prep 16S rrna primers 27F - 338R V1-V2 region Sekvensering Roche 454 GS junior

14 Data behandling 1,2 million gensekvenser Sekvensbehandling i Qiime Computing server at HiOA Dell R cores 254 GB ram Ubuntu Desktop AMD 64 Bit Statistikk i R Phyloseq Vegan Ca Operational Taxonomic Units (OTUs) ("Bakteriearter")

15 Diversitet og rikhet Nursery (N) Alpha diversity metrics at sequences Sample Site Number of OTUs CHAO1 Faith's Phylogenetic Diversity Exhaust N N N N N N Exhaust average Intake N N N N N Intake average

16 Bakterielle "Communities" i ventilasjonsfilter

17 Bakterielle "Communities" i gulvstøv PERMANOVA: sampling round (R 2 Adonis = 0.326, P Adonis = 0.018), room type (R 2 Adonis=0.191, P Adonis =0.008)

18 Bakteriesammensetning: Ventilasjonsfilter

19 Bakteriesammensetning: Gulvstøv

20 Topp 20 bakterier i ventilasjonsfilter Exhaust Intake Hymenobacter Paracoccus Caulobacteraceae* Flavobacterium Microbacteriaceae* Kocuria Methylobacterium Acetobacteraceae* Rhodobacteraceae* Staphylococcus Friedmanniella Actinomycetales** Oxalobacteraceae* Janthinobacterium Propionibacterium Corynebacterium Nocardioidaceae* Streptophyta** Streptococcus Micrococcus Chlorophyta** Unassigned Nocardioides Sporichthyaceae* Modestobacter Janthinobacterium Oxalobacteraceae* Micrococcaceae* Hymenobacter Rickettsiales** Geodermatophilaceae* Flavobacterium Methylobacterium Microbacteriaceae* Methylocystaceae* Oxalobacteraceae* Acetobacteraceae* Nocardioidaceae* Friedmanniella Streptophyta** 0% 10% 20% 30% 40% Relative abundance 0% 10% 20% 30% 40% Relative abundance

21 Menneskeassosierte bakterier i gulvstøv

22 Antibiotikaresistens Resistance gene meca erma aac(6 )-aph(2 ) vana Antibiotic resistance Methicillin resistance Macrolide resistance Aminoglycocide resistance Vancomycin resistance Species Room type (presence or absence of gene) Main Toilet Kitchen Detection limit range (pg DNA) Staphylococcus pg Staphylococcus pg Enterococcus pg Staphylococcus /Enterococcus pg

23 Barnehager som bygg Hvorfor barnehager? Støv Barns helse Bakterienes rolle i kroppen Miljøets innvirkning på helse

24 Muligheter fremover Bioteknologi Metagenomikk Metatranskriptomikk MinIon BIM Mekanistisk tilnærming Simulering av biomer

25 Tracking sources Sourcetracker, Knights Lab Andre muligheter Adams, R. I., et. al. (2015). "Microbiota of the indoor environment: a meta-analysis." Microbiome 3. Antibiotic resistance screening ShortBRED, Huttenhower Lab Hartmann, E. M., et. al. (2016). "Antimicrobial Chemicals Are Associated with Elevated Antibiotic Resistance Genes in the Indoor Dust Microbiome." Environmental Science & Technology 50(18):

26 Veien fremover Venn Fiende Paradigmeskifte i mikrobiologi Bygg = økosystem (U)naturlig seleksjon Energi vs. Helse Retningslinjer "Helsefremmende" bygg

27 Takk til: Takk for oppmerksomheten