Microplasticele din apa potabilă pot întări bacteriile periculoase
Nanoplasticele reprezintă deja o problemă, deoarece oamenii pot să le ingereze direct, însă cercetările recente evidențiază un alt pericol posibil.
Acești mici particule de plastic pot interacționa cu microbii din mediu într-un mod care poate crea riscuri indirecte pentru sănătatea umană, în special prin intermediul sistemelor de apă potabilă.
„Este foarte important să înțelegem mai bine efectele adverse ale nanoplasticei asupra sănătății umane, nu doar asupra oamenilor, ci și asupra mediului, care influențează indirect sănătatea umană”, a afirmat Liao. „Nanoplasticele pot ajuta patogenii rezistenți la antimicrobiene să supraviețuiască mai bine, ceea ce ar putea fi dăunător pentru mediu și ar avea implicații asupra sănătății publice.”
Cercetătorii au raportat că bacteriile expuse la nanoplastice pot deveni mai rezistente la dezinfectanți. Aceasta ar putea crea probleme serioase pentru instalațiile de tratare a apei și rețelele de distribuție destinate să mențină apa potabilă în siguranță.
„Când nanoplasticele interacționează cu biofilmul și bacteriile din interiorul acestuia, ele pot întări biofilmul și îl pot face mai rezistent la orice măsuri menite să mențină apa curată”, a declarat Liao.
Nanoplasticele sunt o subcategorie mai mică a microplasticelor. Acestea au dimensiuni cuprinse între aproximativ 1 și 1.000 nanometri și nu pot fi văzute cu ochiul liber. În acest studiu, cercetătorii au examinat modul în care aceste particule afectează formarea biofilmelor în interiorul sistemelor de apă potabilă.
Biofilmurile sunt grupuri de bacterii care se atașează de suprafețe, inclusiv de pereții interiori ai conductelor de apă. Microbii produc un material protector în jurul lor, care ajută comunitatea să se apere de amenințările din mediu.
Deși biofilmurile nu sunt întotdeauna dăunătoare, în anumite medii, ele pot ajuta la eliminarea substanțelor nedorite. Totuși, în sistemele de distribuție a apei potabile, acestea pot reprezenta un risc, deoarece unele dintre bacteriile pe care le conțin pot provoca boli.
Problema este complicată și de bacteriofagi, care sunt viruși ce infectează bacteriile. Până la această cercetare, oamenii de știință știau relativ puțin despre modul în care nanoplasticele ar putea afecta relațiile dintre biofilme, bacterii și acești viruși.
„Procesul principal care ne-a interesat în mod special este modul în care bacteriile și bacteriofagii interacționează între ei în timpul procesului în care nanoplasticele influențează biofilmul ca întreg”, a spus Liao.
Liao se specializează în ecologia microbiană și analiza metagenomică. Lucrările sale anterioare au explorat modul în care solul contribuie la răspândirea rezistenței la antibiotice.
Nanoplasticele provoacă multiple răspunsuri bacteriene. Cercetătorii au studiat un biofilm format din E. coli și Pseudomonas aeruginosa. Când biofilmul a fost expus la nanoplastice, bacteriile au reacționat în mai multe moduri:
Bacteriile „comunică” între ele și eliberează substanțe care fac biofilmul mai gros, mai greu și mai protector.
Prophage-urile, care sunt fagii ce își inserează propriile genomi (ADN) în genomurile gazdelor bacteriene, devin active. Acestea distrug celulele bacteriene în care se află, în timp ce produc un număr mare de noi particule virale.
Bacteriile se apără împotriva prophagelor utilizând secvențe de ADN sau ARN denumite clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR) pentru a ținti virusurile ca parte a unui sistem de apărare antiviral.
Studiul a constatat că expunerea la nanoplastice a crescut rezistența fizică a biofilmului și l-a făcut mai rezistent la dezinfectanți.
Autorii concluzionează că „creșterea forței mecanice a biofilmului și rezistența sa la dezinfectanți evidențiază o provocare potențială pentru sistemele de tratament și distribuție a apei, deoarece nanoplasticele pot crește formarea biofilmelor greu de eliminat pe suprafețele unor sisteme de tratament și distribuție a apei.”
Aceste descoperiri sugerează că nanoplasticele ar putea facilita dezvoltarea biofilmurilor rezistente pe suprafețele utilizate în tratamentul și livrarea apei, crescând dificultatea de a le elimina.
Liao a subliniat că sunt necesare studii suplimentare pentru a identifica procesele moleculare care determină răspunsurile biofilmelor complexe care conțin multiple specii microbiene.
De asemenea, ea a menționat că dimensiunea particulelor ar putea juca un rol important. Microplasticile sunt mai mari decât nanoplasticile și ar putea afecta interacțiunile dintre bacterii și fagii în moduri diferite.
„În general, descoperirile noastre oferă perspective noi asupra interacțiunii dintre nanoplastice și dinamica bacterie-fag, evidențiind riscurile microbiene crescute asociate cu nanoplasticele transportate prin apă”, a concluzionat Liao.
Alți cercetători implicați în studiu sunt: Haibo Wang, Hui Chen, Chujin Ruan, Cory Schwarz, Baoyou Shi, Pedro J.J. Alvarez și Pingfeng Yu.
