La disinfezione convenzionale delle acque reflue mediante cloro potrebbe facilitare la diffusione della resistenza antimicrobica nei batteri. Il trattamento di alcuni tipi di acque reflue con luce ultravioletta (UV) potrebbe invece essere parte della soluzione, secondo uno studio presso il Water Desalination and Reuse Center di KAUST GG, pubblicato sulla rivista Environmental Science& Tecnologia.
I batteri stanno sviluppando rapidamente meccanismi per eludere gli effetti dei farmaci antimicrobici e questa resistenza sta minacciando sempre più la salute pubblica. I composti farmaceutici e i batteri resistenti che raggiungono le acque reflue urbane e agricole sono in parte responsabili. È interessante notare che la resistenza antimicrobica è risultata ancora più elevata 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 espelle i batteri nell'acqua circostante. Questo DNA extracellulare può contenere geni di resistenza antimicrobica." La grande domanda è: questi geni di resistenza extracellulare preoccupano la salute pubblica?" dice il borsista postdottorato KAUST, David Mantilla-Calderon." Non abbiamo ancora una risposta a questa domanda, ma il primo prerequisito che questi geni devono soddisfare per essere preoccupati è che devono essere ospitati all'interno di una cellula batterica vitale. Ciò è possibile solo attraverso un processo chiamato trasformazione naturale, che consente l'assorbimento e l'integrazione del DNA extracellulare nel cromosoma batterico."
Mantilla-Calderon e colleghi di KAUST hanno scoperto che la trasformazione naturale veniva stimolata in un batterio che si trova comunemente nell'acqua e nel suolo, chiamato Acinetobacter baylyi, quando era in presenza del sottoprodotto del cloro, l'acido bromoacetico. Il sottoprodotto della disinfezione ha causato danni al DNA nel batterio, inducendo un percorso di riparazione del DNA noto per aumentare anche l'integrazione di DNA estraneo nel genoma dei batteri.
Ph.D. 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 in batteri ambientali," lui spiega.
È interessante notare che Augsburger ei suoi colleghi hanno scoperto che, analogamente all'acido bromoacetico, la luce solare aumenta anche la trasformazione naturale nell'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.
GG quot; La luce solare ha aumentato l'integrazione del DNA estraneo fino a due volte," dice Augsburger." La grazia salvifica è stata che anche se la luce UV aumenta anche l'integrazione del DNA estraneo, proprio come i sottoprodotti della disinfezione e la luce solare, danneggia simultaneamente il DNA extracellulare nelle acque reflue al punto che anche se viene assorbito dai batteri, non sarà in grado di per esprimere quei geni."
GG quot; I nostri studi mettono in dubbio la nostra attuale dipendenza dall'uso del cloro come fase di disinfezione finale nella maggior parte degli impianti di trattamento delle acque reflue," dice il microbiologo Peiying Hong, che ha supervisionato gli studi." Si potrebbe prendere in considerazione una strategia di disinfezione che utilizza 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 i vari fattori di stress potrebbero interagire per influenzare i tassi di assorbimento e integrazione del DNA extracellulare nei batteri.
