Эти бактерии могут попадать в нашу воду, поэтому мы используем дезинфицирующие средства, чтобы убить или остановить их рост, чтобы обрабатывать как сточные воды, так и питьевую воду.
Но до сих пор немногие исследователи изучали, эффективны ли эти методы лечения для удаления генов, которые кодируют черты, которые делают эти бактерии устойчивыми к антибиотикам.
Некоторые исследователи обеспокоены тем, что даже после лечения неустойчивые бактерии все еще могут стать устойчивыми, улавливая неповрежденные гены, оставшиеся от поврежденных устойчивых к антибиотикам бактерий.
Хотя неясно, происходит ли это в настоящее время, исследователи хотят быть готовы к такому сценарию. Команда Вашингтонского университета проверила, насколько хорошо современные методы дезинфекции воды и сточных вод влияют на гены устойчивости к антибиотикам в ДНК бактерий.
Хотя эти методы хорошо работают для сдерживания роста бактерий, они с разной степенью успеха либо в деградации, либо в деактивации репрезентативного гена устойчивости к антибиотикам.
Исследователи недавно опубликовали свои результаты в журнале Environmental Science & Technology и разрабатывают модель для надлежащего лечения любого гена устойчивости к антибиотикам.
"ДНК сама по себе не является токсичной или вредной. Но важно подумать о его судьбе, когда он попадет в окружающую среду, потому что он потенциально может распространять нежелательные черты в бактериальные сообщества ", – сказал автор-корреспондент Майкл Додд, доцент кафедры гражданской и экологической инженерии Университета штата Вашингтон. "Мы обнаруживаем все больше и больше важных с медицинской точки зрения генов устойчивости к антибиотикам в окружающей среде.
"Признание того, что эти гены присутствуют в окружающей среде, не ново – другие группы уже предоставили большой объем информации о своем поведении в качестве загрязнителей окружающей среды.
Уникальность нашей работы заключается в том, что мы фокусируемся на том, чтобы действительно разгадать и охарактеризовать, как различные процессы дезинфекции влияют на судьбу таких генов, чтобы мы могли лучше понять, как эти различные методы лечения влияют на устойчивые к антибиотикам бактерии и их ДНК в нашей воде."
Современные водоочистные сооружения используют различные методы дезинфекции. Большинство из них связано с воздействием на воду ультрафиолетового излучения или хлор- или кислородсодержащих соединений, таких как сам по себе хлор или озон.
Чтобы определить, как эти методы влияют как на бактерии, так и на гены устойчивости к антибиотикам, Додд и его команда использовали модельную систему: безвредную почвенную бактерию под названием Bacillus subtilis.
Команда работала со штаммом B. subtilis, который избыточно продуцировал ген, называемый blt, который вырабатывает белок, позволяющий B. subtilis выкачивает антибиотики, делая бактерии устойчивыми к ряду распространенных антибиотиков.
Исследователи подвергли бактерии воздействию различных методов дезинфекции, а затем отслеживали две вещи: насколько хорошо обработанные бактерии росли при воздействии антибиотиков и был ли поврежден ген внутри бактерий.
«Как мы и ожидали, все методы лечения, которые мы рассматривали, оказались успешными в нарушении жизнеспособности бактерий», – сказал первый автор Хуан Хе, докторант в области гражданского и экологического строительства из Университета штата Вашингтон. "Но мы увидели неоднозначные результаты по повреждению ДНК."
При типичных воздействиях, используемых для обработки воды, три метода показали более чем 90% деградацию или дезактивацию гена: УФ-свет, озон и хлор. Команда определила, что эти три метода в значительной степени успешны в предотвращении распространения устойчивости к антибиотикам за счет дезактивации бактерий и повреждения гена устойчивости.
Но два других дезинфицирующих средства, диоксид хлора и монохлорамин, практически не повредили ген.
«Мы обнаружили, что эти два метода разрушают ДНК так медленно, что почти ничего не происходит за время воздействия воды в типичных условиях обработки», – сказал он. «Фактически, мы обнаружили, что ДНК бактерий, обработанных диоксидом хлора и монохлорамином, сохраняет способность передавать признаки устойчивости к антибиотикам неустойчивым бактериям еще долгое время после того, как исходные бактерии погибают."
В настоящее время команда знает, как быстро эти методы дезинфекции влияют на ген, использованный в исследовании.
Сейчас исследователи разрабатывают модель, которая позволит им оценить, насколько быстро будет поврежден любой ген.
«Если мы сможем предсказать, насколько эффективно каждый метод дезинфекции деактивирует или разрушит конкретный ген, то мы сможем лучше оценить эффективные стратегии лечения для деградации любого гена устойчивости к антибиотикам, который представляет собой проблему», – сказал Додд. «Процессы дезинфекции – очень важные инструменты для предотвращения распространения устойчивости к антибиотикам. Мы пытаемся лучше понять их, чтобы более эффективно разрабатывать и эксплуатировать их в будущем."