Un nou studiu arată că microplasticele se transformă în „noduri” pentru agenții patogeni și bacteriile rezistente la antibiotice

Se estimează că o stație de tratare a apelor uzate de dimensiuni medii care deservesc aproape 400.000 de locuitori va goli zilnic până la 2.000.000 de particule de microplastice în mediu. Cu toate acestea, cercetătorii încă învață impactul asupra mediului și asupra sănătății umane a acestor particule de plastic ultra-fine, care au mai puțin de 5 milimetri lungime și se găsesc în orice, de la produse cosmetice, pastă de dinți și microfibre până la alimente, aer și apă potabilă.

Acum, cercetătorii de la New Jersey Institute of Technology au arătat că microplasticele omniprezente pot deveni „hub-uri”. Bacterii rezistente la antibiotice Agenții patogeni cresc imediat ce vă spălați și intrați în canalele de uz casnic Canalizare Stații de tratare – formând un strat lipicios de acumulare, sau biofilme, pe suprafața lor, permițând aderarea și fuziunea microorganismelor patogene și a deșeurilor de antibiotice.

În rezultatele publicate în Jurnalul scrisorilor privind substanțele periculoaseCercetătorii au găsit tulpini specifice de bacterii Înalt Rezistență la antibiotic De până la 30 de ori cât trăiești Microplastic Biofilme care se pot forma în unitățile de nămol activ în stațiile de epurare a apelor uzate municipale.

O serie de studii recente s-au concentrat asupra efectelor negative ale milioanelor de tone de deșeuri micro-plastice anual asupra mediului de apă dulce și ocean, dar până acum rolul microplasticelor în procesele de epurare a apelor uzate din orașele și orașele noastre a fost în mare parte spus de Mingyan Li , profesor asociat de chimie și științe ale mediului la New Jersey Institute of Technology și autorul corespunzător al studiului, „Necunoscut”. „Aceste stații de tratare a apelor uzate pot fi puncte fierbinți în care converg multe substanțe chimice și bacterii rezistente la antibiotice și agenți patogeni și ceea ce studiul nostru arată că microplasticele pot acționa ca tancuri, care prezintă riscuri iminente pentru organismele acvatice și sănătatea umană dacă acestea ocolesc procesul de tratare a apei. „

„Majoritatea stațiilor de tratare a apelor uzate nu sunt concepute pentru a îndepărta microplasticele, așa că sunt eliberate în mod constant în mediul receptor”, a adăugat Dung Ngoc Pham, dr. La NJIT. Candidat și primul autor al studiului. Scopul nostru a fost de a verifica dacă microplasticele îmbogățesc bacteriile rezistente la antibiotice din nămolurile activate în stațiile de epurare a apelor uzate municipale și, dacă da, să aflăm mai multe despre comunitățile microbiene implicate.

În studiul lor, echipa a colectat loturi de probe de nămol de la trei probe locale Stații de epurare În nordul New Jersey, probele sunt inoculate în laborator cu două microplastice comerciale răspândite – polietilenă (PE) și polistiren (PS). Echipa a folosit o combinație de PCR cantitative și tehnici de secvențiere de generație următoare pentru a identifica ce tipuri de bacterii tind să prospere pe microplastice și a urmărit modificările genetice ale bacteriei pe parcurs.

Analiza a relevat că, în special, trei gene – sul1, sul2 și intI1 – cunoscute pentru a ajuta la rezistența la antibioticul comun, sulfonamidele, s-au dovedit a fi de până la 30 de ori mai mari pe biofilmele microplastice comparativ cu testele de control in vitro folosind biofilmele de nisip după Trei. zile.

Când echipa a ridicat probele cu antibioticul, sulfametoxazolul (SMX), a constatat că a crescut amplificarea genelor de rezistență la antibiotice de până la 4,5 ori.

Anterior, am crezut că prezența antibioticelor va fi necesară pentru a spori genele de rezistență la antibiotice în aceste bacterii asociate din plastic, dar se pare că microplasticele ar putea permite în mod natural ca aceste gene de rezistență să fie absorbite singure. A spus Fam. „Cu toate acestea, prezența antibioticelor are un efect imens de ondulare.”

Opt bacterii foarte bogate se găsesc pe microplastice. Dintre aceste specii, echipa a observat doi agenți patogeni umani emergenți, asociați frecvent cu infecții respiratorii, Raoultella ornithinolytica și Stenotrophomonas maltophilia, care călătoresc adesea pe biofilme minuscule.

Echipa spune că cea mai comună tulpină găsită până acum pe microplastice, Novosphingobium pokkalii, este probabil inițiatorul principal al biofilmelor lipicioase care atrag agenții patogeni – deoarece acestea se reproduc, pot contribui la degradarea plasticului și la extinderea biofilmelor. Între timp, studiul echipei a evidențiat rolul genei intI1, o componentă genetică mobilă responsabilă în principal de permiterea schimbului de gene de rezistență la antibiotice între microbii asociați cu plasticul.

„Ne-am putea gândi la microplastice ca la niște pelete, dar acestea oferă o suprafață enormă pentru ca microbii să locuiască”, a explicat Lee. „Când aceste microplastice intră într-o stație de tratare a apelor uzate și se amestecă cu nămolul, bacterii precum Novosphingobium se pot lipi accidental de suprafață și pot secreta materiale extracelulare similare lipiciului. Deoarece alte bacterii se lipesc de suprafață și cresc, pot chiar schimba ADN cu unii pe alții. Așa se face Gene de rezistență la antibiotice Răspândit în comunitate. „

„Avem dovezi că bacteriile au dezvoltat rezistență față de alții Antibiotice De asemenea, în acest fel, cum ar fi aminoglicozidele, beta-lactamele și trimetoprimul. „

Acum, Lee spune că laboratorul studiază rolul Novosphingobium în Biofilm Formarea pe microplastice. Echipa caută, de asemenea, să înțeleagă mai bine măsura în care aceste microplastice care transportă agenți patogeni ocolesc procesele de tratare a apei, prin studierea rezistenței biofilmelor micro-plastice în timp ce tratează apele uzate cu dezinfectanți precum razele UV și clorul.

„Unele state studiază deja noi reglementări privind utilizarea microplasticelor în produsele de larg consum. Acest studiu ridică cererile pentru investigarea în continuare a biofilmelor microplastice din sistemele noastre de apă uzată și dezvoltarea unor metode eficiente pentru îndepărtarea microplasticelor în medii apoase”, a spus Lee.