Ceppi sempre più virulenti di Escherichia coli circolano nelle acque reflue di tutto il mondo, e la corsa è per trovare nuovi processi di trattamento che potrebbero aiutare a ridurre la diffusione di questi agenti patogeni. I ricercatori KAUST hanno esaminato come se la cavavano tre ceppi di E. coli trovati nelle acque reflue di Jeddah se posti sotto una forte luce solare:hanno mostrato, mentre due ceppi sono stati ridotti, un ceppo persisteva.

"L'irradiazione solare viene utilizzata involontariamente in molti luoghi quando le acque reflue trattate vengono immagazzinate in uno stagno di evaporazione prima del riutilizzo o quando vengono utilizzate per irrigare le colture alla luce del giorno, "dice Pei-Ying Hong, che ha guidato il progetto con la studentessa di dottorato Nada Al-Jassim e i colleghi del Centro di desalinizzazione e riutilizzo dell'acqua di KAUST. "Però, perché questo approccio non è intenzionale, è difficile sapere quanto successo abbia avuto. Abbiamo quindi deciso di analizzare cosa succede a E. coli nelle acque reflue sotto irraggiamento solare".

La luce solare è nota per uccidere i patogeni in acqua dolce. Infatti, come nota Hong, le organizzazioni non governative raccomandano che le comunità rurali prive di trattamento per l'acqua potabile di base conservino l'acqua in bottiglie di plastica trasparenti, e che pongono queste bottiglie alla luce diretta del sole per alcune ore prima del consumo.

Il team di Hong ha usato un'idea simile; hanno preparato due reattori che trasportano ciascuno un ceppo di E. coli, un ceppo scoperto di recente, ceppo altamente resistente agli antibiotici chiamato PI-7, e un comune, ceppo non virulento chiamato DSM1103. Questi reattori sono stati sottoposti a irraggiamento solare per 24 ore, mentre due reattori identici sono stati conservati al buio come controlli. Il team ha prelevato campioni a intervalli regolari dai quattro reattori e ha analizzato le modifiche alla composizione genetica e ai tassi di sopravvivenza di ciascun ceppo di E. coli.

"Il numero di cellule vitali di entrambi i ceppi si è ridotto considerevolmente, ma E. coli PI-7 è decaduto a un ritmo più lento rispetto a DSM1103, " dice Hong. "Piuttosto preoccupante, e a differenza del DSM1103, PI-7 ha formato celle "persistenti" nelle fasi successive dell'esposizione solare prolungata. Ciò significa che una piccola porzione di celle PI-7 può resistere al trattamento solare e ricrescere quando le condizioni ambientali diventano favorevoli".

PI-7 si è difeso dall'irradiazione solare sovraregolando i geni legati alla riparazione cellulare e allo stress ossidativo, insieme a vari fattori di virulenza. Però, durante l'analisi genetica, Al-Jassim ha notato con interesse che i geni trasportati dal PI-7 per proteggerlo dai virus sono stati sottoregolati durante l'irradiazione solare.

"Sto lavorando per isolare questi virus, noti come batteriofagi, nella speranza che possano essere utilizzati per aumentare la suscettibilità del PI-7 all'irraggiamento solare, ", afferma Al-Jassim. "Utilizzando contemporaneamente sia i batteriofagi che l'irradiazione solare, tali ceppi resistenti agli antibiotici potrebbero essere eliminati più facilmente".