Konvencionalna dezinfekcija otpadnih voda pomoću hlora mogla bi olakšati širenje antimikrobne otpornosti u bakterijama. Tretiranje nekih vrsta otpadnih voda ultraljubičastim (UV) svjetlom umjesto toga moglo bi biti dio rješenja, navodi se u studiji u KAUST-ovom Centru za desalinaciju vode i reuse, objavljenom u časopisu Environmental Science & Technology.
Bakterije brzo razvijaju mehanizme za izbegavanje efekata antimikrobnih lekova, a taj otpor sve više ugrožava javno zdravlje. Za to su djelomično krivi farmaceutski spojevi i otporne bakterije koje dopiru do komunalnih i poljoprivrednih otpadnih voda. Zanimljivo je da je antimikrobna otpornost još višu u bakterijama nizvodno od postrojenja za obradu nego u sirovim otpadnim vodama koje ulaze u biljke.
Tokom dezinfekcije otpadnih voda, genetski materijal izbija iz bakterija u okolnu vodu. Ovaj vancelijski DNK može sadržavati gene antimikrobne otpornosti. "Veliko pitanje je: jesu li ti geni izvanćelijske otpornosti od brige za javno zdravlje?" kaže KAUST postdoktoralni kolega, David Mantilla-Calderon. "Još uvijek nemamo odgovor na ovo pitanje, ali prvi predusjek koji ovi geni moraju ispuniti da bi bili zabrinjavajuæi je da ih treba priklijeæiti unutar održive bakterijske æelije. To je moguće samo kroz proces koji se zove prirodna transformacija, što omogućava ekstraćelijsku DNA unos i integraciju u bakterijski hromosom."
Mantilla-Calderon i kolege u KAUST-u su otkrili da je prirodna transformacija stimulirana u bakteriji koja se obično nađe u vodi i tlu, zvanoj Acinetobacter baylyi, kada je bila u prisustvu hlornog nuprodukta, bromoacetske kiseline. Dezinfekcija nuproduktom je uzrokovalo oštećenje DNK u bakteriji, što je izazvalo put popravke DNK za koji je poznato da također povećava integraciju strane DNK u genom bakterija.
Doktorirao je Nicolas Augsburger slijedeće istraživao efekte sunčeve svjetlosti i UV svjetla na prirodnu transformaciju. "Željeli smo vidjeti postoji li sigurniji način dezinfekcije tretiranih otpadnih voda bez izazivanja povećanja prirodne transformacije u bakterijama iz okoliša," objašnjava on.
Zanimljivo je da su Augsburger i njegove kolege otkrili da je, slično kao i bromoacetička kiselina, sunčeva svjetlost također povećala prirodnu transformaciju u Acinetobacter baylyi pokrećući put popravke DNK.
Iznenađujuće, iako je UV svjetlost također povećala unos vanćelijske DNK u genom bakterija, geni su oštećeni do te mjere da više nisu funkcionalni, za razliku od efekta sunčeve svjetlosti i bromoacetske kiseline.
"Sunčeva svjetlost je povećala inostranu integraciju DNK do dva puta," kaže Augsburger. "Spasavajuća milost je bila da iako UV svjetlost također povećava inostranu INTEGRACIJU DNK, baš kao i dezinfekciju nuprodukta i sunčeve svjetlosti, ona istovremeno oštećuje vanćelijsku DNK u otpadnim vodama do te mjere da čak i ako je zauzeta bakterijama, neće moći izraziti te gene."
"Naše studije postavljaju pitanje našeg trenutnog oslanjanja na upotrebu hlora kao konačnog koraka za dezinfekciju u većini postrojenja za prečištavanje otpadnih voda," kaže mikrobiolog Peiying Hong, koji je nadzirao studije. "Strategija dezinfekcije pomoću UV svjetla mogla bi se razmotriti za dezinfekciju vode niskog turbiditeta. To bi moglo pomoći u minimiziranju doprinosa otpadnih voda antimikrobnom otporu."
Hongov laboratorij sada istražuje kako razni stresori mogu da utiču na unos i integraciju vanćelijske DNK u bakterije.
