Το χλώριο δεν ενισχύει την αντιμικροβιακή αντοχή του νερού

Το χλώριο δεν ενισχύει την αντιμικροβιακή αντοχή, σύμφωνα με έρευνα

Η συμβατική απολύμανση του νερού και των αποβλήτων με χλώριο ενδέχεται να μην ενισχύει την αντιμικροβιακή αντοχή στα βακτήρια. Ενώ αντίθετα η επεξεργασία κάποιων τύπων λυμάτων με υπεριώδη ακτινοβολία (UV) θα μπορούσε να αποτελέσει μέρος της λύσης, σύμφωνα με μελέτη που διεξήχθη από το Κέντρο Αφαλάτωσης και Επαναχρησιμοποίησης Νερού του KAUST, και δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Environmental Science & Technology.

Τα βακτήρια αναπτύσσουν ταχύτατα μηχανισμούς για να αποφύγουν τις επιπτώσεις των αντιμικροβιακών φαρμάκων και αυτή η αντίσταση απειλεί όλο και περισσότερο τη δημόσια υγεία. Οι φαρμακευτικές ενώσεις και τα ανθεκτικά βακτήρια που φθάνουν στα αστικά και αγροτικά απόβλητα είναι εν μέρει υπεύθυνα. Είναι ενδιαφέρον ότι η αντιμικροβιακή αντοχή είναι ακόμη υψηλότερη στα βακτήρια που βρίσκονται στα κατάντη της μονάδας επεξεργασίας από ό, τι στα ακατέργαστα λύματα που εισέρχονται στα φυτά.

Κατά τη διάρκεια της απολύμανσης των αποβλήτων, το γενετικό υλικό εξαπλώνεται από τα βακτήρια στο νερό που βρίσκεται στο φυσικό περιβάλλον. Αυτό το εξωκυτταρικό DNA μπορεί να περιέχει γονίδια αντιμικροβιακής αντοχής.

Ο David Mantilla-Caldero, ο οποίος είναι ένας από τους ερευνητές της μελέτης και μέλος του πανεπιστημίου KAUST (King Abdullah University of Science and Technology), ανέφερε χαρακτηριστικά πως το μεγάλο ερώτημα είναι:

«Κατά πόσο αυτά τα γονίδια εξωκυτταρικής αντίστασης μπορούν να χειραγωγηθούν με τον καλύτερο δυνατό τρόπο προς όφελος της Δημόσιας Υγείας. Δεν έχουμε ακόμη μια σαφή απάντηση σε αυτό το ερώτημα, αλλά η πρώτη προϋπόθεση που πρέπει να πληρούν αυτά τα γονίδια για να χειραγωγηθούν είναι ότι πρέπει να γειτνιάζουν μέσα σε ένα βιώσιμο βακτηριακό κύτταρο. Αυτό είναι δυνατό μόνο μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται φυσικός μετασχηματισμός, το οποίο επιτρέπει την πρόσληψη και ολοκλήρωση εξωκυτταρικού DNA στο βακτηριακό χρωμόσωμα».

Ο Mantilla-Calderon και οι συνεργάτες του στο KAUST διαπίστωσαν ότι ο φυσικός μετασχηματισμός διεγείρεται σε ένα βακτήριο που απαντάται συνήθως στο νερό και στο έδαφος, το οποίο ονομάζεται Acinetobacter baylyi, όταν είναι παρουσία ενός υποπροϊόν του χλωρίου, δηλαδή του bromoacetic acid. Το υποπροϊόν απολύμανσης προκάλεσε βλάβη στο DNA του βακτηρίου, προκαλώντας μια οδό επανόρθωσης και επισκευής του DNA η οποία είναι γνωστό ότι αυξάνει επίσης την ενσωμάτωση ξένου DNA στο γονιδίωμα των βακτηριδίων.

Ένας άλλος ερευνητής της μελέτης, ο Ph.D. Nicolas Augsburger έπειτα διερεύνησε τις επιδράσεις του ηλιακού φωτός και του υπεριώδους φωτός στον φυσικό μετασχηματισμό και μας εξήγησε πως:

«Θέλαμε να δούμε αν υπήρχε ένας ασφαλέστερος τρόπος απολύμανσης των επεξεργασμένων λυμάτων χωρίς να προκαλείται αύξηση του φυσικού μετασχηματισμού σε περιβαλλοντικά βακτήρια».

Είναι ενδιαφέρον ότι ο Augsburger και οι συνεργάτες του διαπίστωσαν ότι, παρόμοια με το bromoacetic acid, το φως του ήλιου αύξησε επίσης τον φυσικό μετασχηματισμό στο Acinetobacter baylyi προκαλώντας μια οδό επισκευής στο DNA.

Παραδόξως, αν και το υπεριώδες φως αύξησε επίσης την πρόσληψη εξωκυτταρικού ϋΝΑ στο γονιδίωμα των βακτηριδίων, τα γονίδια είχαν υποστεί βλάβη στο βαθμό που δεν ήταν πλέον λειτουργικά, σε αντίθεση με την επίδραση του ηλιακού φωτός και του bromoacetic acid.

«Το φως του ήλιου αύξησε την ενσωμάτωση ξένων ριζών DNA έως και δύο φορές», λέει ο Augsburger. «Το αισιόδοξο στοιχείο της υπόθεσης είναι ότι παρόλο που το υπεριώδες φως αυξάνει επίσης την ενσωμάτωση του ξένου DNA, ακριβώς όπως τα υποπροϊόντα απολύμανσης και το φως του ήλιου, ταυτόχρονα βλάπτει το εξωκυτταρικό DNA στα λύματα στο σημείο που ακόμα και αν απορροφηθεί από βακτήρια, δεν θα είναι σε θέση να εκφράσει αυτά τα γονίδια».

«Οι μελέτες μας αμφισβητούν την τρέχουσα εξάρτηση μας από τη χρήση χλωρίου ως το τελικό στάδιο απολύμανσης στις περισσότερες εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων», λέει ο μικροβιολόγος Peiying Hong, ο οποίος επιβλέπει τις μελέτες. «Μια στρατηγική απολύμανσης που χρησιμοποιεί φως υπεριώδους ακτινοβολίας θα μπορούσε να εξεταστεί για την απολύμανση του νερού χαμηλής θολερότητας, κάτι που θα μπορούσε να βοηθήσει στην ελαχιστοποίηση της συμβολής των λυμάτων στη μικροβιακή αντοχή».

Το εργαστήριο του Hong διερευνά τώρα πως μπορούν να αλληλεπιδράσουν διάφοροι παράγοντες για να επηρεάσουν τα ποσοστά πρόσληψης και ενσωμάτωσης του εξωκυτταρικού DNA στα βακτήρια.