La disinfezione convenzionale delle acque reflue mediante cloro potrebbe facilitare la diffusione della resistenza antimicrobica nei batteri. Trattare alcuni tipi di acque reflue con luce ultravioletta (UV) invece potrebbe essere parte della soluzione, secondo uno studio presso il Water Desalination and Reuse Center di KAUST, pubblicato sulla rivista Scienze e tecnologie ambientali .
I batteri stanno sviluppando rapidamente meccanismi per eludere gli effetti dei farmaci antimicrobici, e questa resistenza sta minacciando sempre più la salute pubblica. La colpa è parziale dei composti farmaceutici e dei batteri resistenti che raggiungono le acque reflue urbane e agricole. interessante, la resistenza antimicrobica risulta essere ancora maggiore nei batteri a valle degli impianti di trattamento rispetto alle acque reflue grezze che entrano negli impianti.
Durante la disinfezione delle acque reflue, il materiale genetico erompe dai batteri nell'acqua circostante. Questo DNA extracellulare può contenere geni di resistenza agli antimicrobici. "La grande domanda è:questi geni di resistenza extracellulare sono preoccupanti per la salute pubblica?" dice il borsista post-dottorato KAUST, David Mantilla Calderon. "Non abbiamo ancora una risposta a questa domanda, ma il primo prerequisito che questi geni devono soddisfare per essere preoccupanti è che devono essere ospitati all'interno di una cellula batterica vitale. Questo è possibile solo attraverso un processo chiamato trasformazione naturale, che consente l'assorbimento del DNA extracellulare e l'integrazione nel cromosoma batterico".
Mantilla-Calderon e colleghi di KAUST hanno scoperto che la trasformazione naturale è stata stimolata in un batterio che si trova comunemente nell'acqua e nel suolo, chiamato Acinetobacter baylyi, quando era in presenza del sottoprodotto cloro, acido bromoacetico. Il sottoprodotto di disinfezione ha causato danni al DNA nel batterio, inducendo un percorso di riparazione del DNA che è noto per aumentare anche l'integrazione di DNA estraneo nel genoma dei batteri.
dottorato di ricerca lo studente Nicolas Augsburger ha poi studiato gli effetti della luce solare e dei raggi UV sulla trasformazione naturale. "Volevamo vedere se esisteva un modo più sicuro per disinfettare le acque reflue trattate senza provocare un aumento della trasformazione naturale nei batteri ambientali, " lui spiega.
interessante, Augsburger e i suoi colleghi hanno scoperto che, simile all'acido bromoacetico, la luce solare ha anche aumentato la trasformazione naturale in Acinetobacter baylyi innescando un percorso di riparazione del DNA.
Sorprendentemente, anche se la luce UV ha anche aumentato l'assorbimento del DNA extracellulare nel genoma dei batteri, i geni erano stati danneggiati al punto da non essere più funzionali, a differenza dell'effetto della luce solare e dell'acido bromoacetico.
"La luce solare ha aumentato l'integrazione del DNA estraneo fino a due volte, " dice Augsburger. "La cosa che redime era che anche se la luce UV aumenta anche l'integrazione del DNA estraneo, proprio come i sottoprodotti di disinfezione e la luce solare, danneggia contemporaneamente il DNA extracellulare nelle acque reflue al punto che anche se viene assorbito dai batteri, non sarà in grado di esprimere quei geni."
"I nostri studi mettono in dubbio la nostra attuale dipendenza dall'uso del cloro come fase finale di disinfezione nella maggior parte degli impianti di trattamento delle acque reflue, " dice il microbiologo Peiying Hong, che ha curato gli studi. "Si potrebbe prendere in considerazione una strategia di disinfezione che utilizzi la luce UV per disinfettare l'acqua a bassa torbidità. Ciò potrebbe aiutare a ridurre al minimo il contributo delle acque reflue alla resistenza antimicrobica".
Il laboratorio di Hong sta ora studiando come vari fattori di stress potrebbero interagire per influenzare l'assorbimento e i tassi di integrazione del DNA extracellulare nei batteri.
