Konvenčná dezinfekcia odpadových vôd chlórom by mohla uľahčiť šírenie antimikrobiálnej rezistencie baktérií. Podľa štúdie v KAUST's Water Desalination and Reuse Center, publikovanej v časopise Environmental Science & Technology, by mohlo byť súčasťou riešenia ošetrenie niektorých druhov odpadových vôd ultrafialové (UV) svetlom.
Baktérie rýchlo vyvíjajú mechanizmy na obchádzanie účinkov antimikrobiálnych liekov a táto rezistencia čoraz viac ohrozuje verejné zdravie. Na vine sú čiastočne farmaceutické zlúčeniny a rezistentné baktérie, ktoré sa dostanú do komunálnych a poľnohospodárskych odpadových vôd. Je zaujímavé, že sa zistilo, že antimikrobiálna rezistencia je ešte vyššia u baktérií po prúde od čistiarní ako v surovej odpadovej vode vstupu do závodov.
Počas dezinfekcie odpadových vôd sa genetický materiál vyteka z baktérií do okolitej vody. Táto extracelulárna DNA môže obsahovať gény antimikrobiálnej rezistencie. "Veľkou otázkou je: sú tieto extracelulárne gény rezistencie, ktoré znepokojujú verejné zdravie?" hovorí postdoktorandský kolega KAUST David Mantilla-Calderon. "Na túto otázku zatiaľ nemáme odpoveď, ale prvým predpokladom, ktorý musia tieto gény splniť, je obava, že musia byť ukrývané v životaschopnej bakteriálnej bunke. To je možné len prostredníctvom procesu nazývaného prirodzená transformácia, ktorý umožňuje extracelulárne vychytávky DNA a integráciu do bakteriálneho chromozómu."
Mantilla-Calderon a kolegovia z KAUST zistili, že prirodzená transformácia bola stimulovaná baktériou, ktorá sa bežne nachádza vo vode a pôde, nazývanej Acinetobacter baylyi, keď bola v prítomnosti vedľajšieho produktu chlóru, kyseliny bromooctovej. Dezinfekčný vedľajší produkt spôsobil poškodenie DNA v baktérii, čo vyvolalo cestu opravy DNA, o ktorých je známe, že tiež zvyšujú integráciu cudzej DNA do genómu baktérií.
Ph.D. študent Nicolas Augsburger ďalej skúmal účinky slnečného žiarenia a UV žiarenia na prirodzenú premenu. "Chceli sme zistiť, či existuje bezpečnejší spôsob dezinfekcie čistenej odpadovej vody bez toho, aby to vyvolalo nárast prirodzenej transformácie environmentálnych baktérií," vysvetľuje.
Je zaujímavé, že Augsburger a jeho kolegovia zistili, že podobne ako kyselina bromoctová, slnečné svetlo tiež zvýšilo prirodzenú premenu v Acinetobacter baylyi spustením cesty opravy DNA.
Prekvapivo, aj keď UV svetlo tiež zvýšilo vychytávku extracelulárnej DNA do genómu baktérií, gény boli poškodené do takej miery, že už neboli funkčné, na rozdiel od vplyvu slnečného žiarenia a kyseliny brómoctovej.
"Slnečné svetlo zvýšilo integráciu cudzej DNA až dvakrát," hovorí Augsburger. "Šetriaca milosť bola, že aj keď UV svetlo tiež zvyšuje integráciu cudzej DNA, rovnako ako dezinfekčné vedľajšie produkty a slnečné svetlo, zároveň poškodzuje extracelulárnu DNA v odpadových vodách do takej miery, že aj keď je zachytená baktériami, nebude schopná tieto gény vyjadriť."
"Naše štúdie spochybňujú našu súčasnú závislosť od používania chlóru ako posledného dezinfekčného kroku vo väčšine čistiarní odpadových vôd," hovorí mikrobiológ Peiying Hong, ktorý dohliadal na štúdie. "Na dezinfekciu vody s nízkym zákalom by sa mohla zvážiť dezinfekcia pomocou UV svetla. To by mohlo pomôcť pri minimalizácii prínosu odpadových vôd k antimikrobiálnej rezistencii."
Hongov labák teraz skúma, ako môžu rôzne stresory interagovať, aby ovplyvnili mieru vychytávky a integráciu extracelulárnej DNA do baktérií.
