Tavanomainen jäteveden desinfiointi kloorilla voisi helpottaa antimikrobisen resistenssin leviämistä bakteereissa. Joidenkin jätevesien käsittely ultraviolettivalolla (UV) voisi sen sijaan olla osa ratkaisua, todetaan KAUST:n Water Desalination and Reuse Center -lehdessä julkaistussa tutkimuksessa, joka julkaistiin Environmental Science & Technology -lehdessä.
Bakteerit kehittävät nopeasti mekanismeja mikrobilääkkeiden vaikutusten kiertämiseksi, ja tämä vastustuskyky uhkaa yhä enemmän yleistä terveyttä. Lääkeyhdisteet ja vastustuskykyiset bakteerit, jotka pääsevät yhdyskunta- ja maatalousjätevesiin, ovat osittain syyllisiä. Mielenkiintoista on, että antimikrobisen resistenssin todetaan olevan vielä suurempi bakteereissa, jotka ovat alajuoksulla käsittelylaitoksista kuin kasveihin pääsevissä raakajätevesissä.
Jäteveden desinfioinnin aikana bakteereista puhkeaa geneettistä materiaalia ympäröivään veteen. Tämä solunulkoinen DNA voi sisältää mikrobilääkeresistenssigeenejä. "Suuri kysymys kuuluu: ovatko nämä solunulkoiset resistenssigeenit huolissaan kansanterveydestä?" sanoo KAUST:n tutkijatohtori David Mantilla-Calderon. "Meillä ei ole vielä vastausta tähän kysymykseen, mutta ensimmäinen edellytys, joka näiden geenien on täytettävä, on se, että ne on piilotettava elinkelpoiseen bakteerisoluun. Tämä on mahdollista vain luonnolliseksi muunnoksi kutsutulla prosessilla, joka mahdollistaa solunulkoisen DNA:n saannin ja integroinnin bakteerikromosomiin."
Mantilla-Calderon ja kollegat KAUST:ssa havaitsivat, että luonnollista muutosta stimuloitiin vedessä ja maaperässä yleisesti löydetyssä bakteerissa, nimeltään Acinetobacter baylyi, kun se oli kloorin sivutuotteen, bromoasetikkahapon, läsnäollessa. Desinfiointi sivutuote aiheutti DNA-vaurioita bakteerissa, mikä aiheutti DNA-korjausreitin, jonka tiedetään myös lisäävän vieraan DNA:n integroitumista bakteerien perimään.
Tohtoriopiskelija Nicolas Augsburger selvitti seuraavaksi auringonvalon ja UV-valon vaikutuksia luonnolliseen muutokseen. "Halusimme nähdä, onko olemassa turvallisempaa tapaa desinfioida käsiteltyjä jätevesiä ilman, että ympäristöbakteerien luonnollinen muutos lisääntyy", hän kertoo.
Mielenkiintoista on, että Augsburger kollegoineen havaitsi, että bromoasetikkahapon tavoin auringonvalo lisäsi myös luonnollista muutosta Acinetobacter baylyissä laukaisemalla DNA-korjausreitin.
Yllättävää kyllä, vaikka UV-valo lisäsi myös solunulkoisen DNA:nottoa bakteerigenomiin, geenit olivat vaurioituneet siinä määrin, että ne eivät enää toimineet, toisin kuin auringonvalon ja bromoasetikkahapon vaikutus.
"Auringonvalo lisäsi ulkomaisen DNA-integraation jopa kaksijakoiseksi", Augsburger sanoo. "Pelastava armo oli se, että vaikka UV-valo lisää myös ulkomaista DNA-integraatiota, aivan kuten desinfioinnin sivutuotteet ja auringonvalo, se vahingoittaa samanaikaisesti solunulkoista DNA:ta jätevedessä siihen pisteeseen, että vaikka bakteerit vievät sen, se ei pysty ilmaisemaan näitä geenejä."
"Tutkimuksemme kyseenalaistavat nykyisen riippuvuutemme kloorin käytöstä viimeisenä desinfiointiaskeluna useimmissa jätevedenpuhdistamoissa", kertoo tutkimuksia valvonut mikrobiologi Peiying Hong. "Matalan sameusveden desinfiointiin voitaisiin harkita UV-valoa käyttelevää desinfiointistrategiaa. Tämä voisi auttaa minimoimaan jäteveden osuus mikrobilääkeresistenssistä."
Hongin laboratorio tutkii nyt, miten erilaiset stressitekijät voivat vaikuttaa solunulkoisen DNA:n saatamiseen ja integrointiin bakteereihin.
