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Copper Stress Response of Antibiotic‐Resistant and Copper‐Tolerant Enterococcus faecium and the Antibacterial Efficacy of Functionalized Copper Surfaces

Arndt, Franca Sabine und Siems, Katharina und Timofeev, Stella Marie und Baumann, Philippe und Ahmed, Aisha Saddiqa und Müller, Daniel Wyn und Mücklich, Frank und Haben, Aaron und Kautenburger, Ralf und Anton, Ronja und Schaudinn, Christoph und Laue, Michael und Schwengers, Oliver und Runzheimer, Katharina und Arazo del Pino, Rocío und Xanthopoulou, Kyriaki und Higgins, Paul G. und Leuko, Stefan und Boschert, Alessa Lalinka (2025) Copper Stress Response of Antibiotic‐Resistant and Copper‐Tolerant Enterococcus faecium and the Antibacterial Efficacy of Functionalized Copper Surfaces. Advanced Materials Interfaces, Online Version of Record before inclusion in an issue-e00430. Wiley. doi: 10.1002/admi.202500430. ISSN 2196-7350.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
9MB

Offizielle URL: https://dx.doi.org/10.1002/admi.202500430

Kurzfassung

The widespread use of antibiotics worldwide has led to an increase in multi-resistant pathogens, including vancomycin-resistant enterococci (VRE). To prevent the spread of multi-resistant pathogens, antimicrobial surfaces have become more widely used. Various metals and surface topographies are researched to optimize their bactericidal effect. Copper surfaces have proven cost-effective, easy to implement, and safe. However, concurrent metal resistance in Enterococcus faecium, leads to strains highly resistant to both vancomycin and copper. The efficacy of copper coatings are evaluated, and copper and brass surfaces are functionalized with Direct Laser Interference Patterning (DLIP) and determined the release of copper and zinc ions during cell-surface. Additionally, the copper stress response of five E. faecium isolates is characterized by scanning and transmission electron microscopy, determination of the minimal inhibitory concentration (MIC) on copper-infused media, and whole-genome sequencing. The copper stress responses of the isolates differed due to their different copper resistance genes. In particular, it is shown that prior exposure to vancomycin enhanced copper tolerance in E. faecium. Furthermore, the copper-tolerant isolate is the only one to survive direct contact with the functionalized copper surface. These results highlight the importance of investigating antimicrobial and functionalized surfaces against hospital pathogens and co-resistance against metal and antibiotics.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/217196/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Copper Stress Response of Antibiotic‐Resistant and Copper‐Tolerant Enterococcus faecium and the Antibacterial Efficacy of Functionalized Copper Surfaces
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Arndt, Franca SabineFranca.Arndt (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0977-3969193549411
Siems, KatharinaKatharina.Siems (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-7349-0846193549412
Timofeev, Stella MarieStella.Timofeev (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-0378-0626NICHT SPEZIFIZIERT
Baumann, PhilippeInstitute for Medical Microbiology, Immunology and Hygiene, University Hospital of Cologne, Goldenfelsstr. 19, 50935 Cologne, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ahmed, Aisha SaddiqaNICHT SPEZIFIZIERThttps://orcid.org/0000-0002-5908-2421NICHT SPEZIFIZIERT
Müller, Daniel WynChair of Functional Materials, Department of Materials Science, Saarland University, Campus, D3.3, 66123 Saarbrücken, Germanyhttps://orcid.org/0000-0001-8197-2474NICHT SPEZIFIZIERT
Mücklich, FrankChair of Functional Materials, Department of Materials Science, Saarland University, Campus, D3.3, 66123 Saarbrücken, Germanyhttps://orcid.org/0000-0002-5887-8671NICHT SPEZIFIZIERT
Haben, AaronDepartment of Inorganic Solid State Chemistry, Elemental Analysis, Saarland University, Campus C4.1, 66123 Saarbrücken, Germanyhttps://orcid.org/0000-0003-2295-4158NICHT SPEZIFIZIERT
Kautenburger, RalfDepartment of Inorganic Solid State Chemistry, Elemental Analysis, Saarland University, Campus C4.1, 66123 Saarbrücken, Germanyhttps://orcid.org/0000-0001-8647-4589NICHT SPEZIFIZIERT
Anton, RonjaInstitute for Frontier Materials on Earth and in Space, German Aerospace Center (DLR), Linder Hoehe, 51147 Cologne, Germanyhttps://orcid.org/0000-0001-5521-7889NICHT SPEZIFIZIERT
Schaudinn, ChristophAdvanced Light and Electron Microscopy (ZBS4), Robert Koch Institute, Seestr. 10, 13353 Berlin, Germanyhttps://orcid.org/0000-0002-7094-7721NICHT SPEZIFIZIERT
Laue, MichaelAdvanced Light and Electron Microscopy (ZBS4), Robert Koch Institute, Seestr. 10, 13353 Berlin, Germanyhttps://orcid.org/0000-0002-6474-9139NICHT SPEZIFIZIERT
Schwengers, OliverBioinformatics and Systems Biology, Justus Liebig University Giessen, Ludwigsplatz 13-15, 35390 Gießen, Germanyhttps://orcid.org/0000-0003-4216-2721NICHT SPEZIFIZIERT
Runzheimer, KatharinaKatharina.Runzheimer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0000-1917-9918193549413
Arazo del Pino, RocíoInstitute for Medical Microbiology, Immunology and Hygiene, Faculty of Medicine and University Hospital of Cologne, University of Cologne, Cologne, Germany and German Center for Infection Research, Partner site Bonn-Cologne, Cologne, Germanyhttps://orcid.org/0009-0000-4592-5742NICHT SPEZIFIZIERT
Xanthopoulou, KyriakiInstitute for Medical Microbiology, Immunology and Hygiene, Faculty of Medicine and University Hospital of Cologne, University of Cologne, Cologne, Germany and German Center for Infection Research, Partner site Bonn-Cologne, Cologne, Germanyhttps://orcid.org/0000-0001-8591-8184NICHT SPEZIFIZIERT
Higgins, Paul G.Institute for Medical Microbiology, Immunology and Hygiene, Faculty of Medicine and University Hospital of Cologne, University of Cologne, Cologne, Germany and German Center for Infection Research, Partner site Bonn-Cologne, Cologne, Germanyhttps://orcid.org/0000-0001-8677-9454NICHT SPEZIFIZIERT
Leuko, StefanStefan.Leuko (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-0423-0896NICHT SPEZIFIZIERT
Boschert, Alessa LalinkaInstitute for Medical Microbiology, Immunology and Hygiene, University Hospital of Cologne, Cologne, Germany and MVZ Laboratory Dr. Limbach & Colleagues eGbR, Im Breitspiel 16, 69126 Heidelberg, Germanyhttps://orcid.org/0000-0002-0004-8966NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:6 September 2025
Erschienen in:Advanced Materials Interfaces
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1002/admi.202500430
Seitenbereich:Online Version of Record before inclusion in an issue-e00430
Verlag:Wiley
ISSN:2196-7350
Status:veröffentlicht
Stichwörter:antimicrobial functionalized copper and brass surfaces, copper coatings, copper stress response, copper tolerance, Enterococcus faecium , vancomycin resistance
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DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
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Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin > Strahlenbiologie
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Hinterlegt von: Kopp, Kerstin
Hinterlegt am:06 Okt 2025 08:54
Letzte Änderung:11 Nov 2025 11:47

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