Ученые из Вашингтонского университета (University of Washington) проверили, насколько хорошо современные методы дезинфекции воды и сточных вод влияют на гены устойчивости к антибиотикам в бактериальной ДНК. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Environmental Science & Technology.
Актуальность проблемы
Согласно данным Центров по контролю заболеваний (Centers for Disease Control), ежегодно по меньшей мере 2 миллиона американцев заражаются бактериями, которые нельзя вылечить антибиотиками, и по меньшей мере 23 000 из этих людей умирают. Бактерии из внешней среды могут попасть в воду, поэтому используются дезинфицирующие средства, чтобы убить или остановить их рост для очистки как сточных, так и питьевых вод. Но до сих пор мало кто изучал вопрос о том, эффективны ли эти методы профилактики для удаления генов, кодирующих признаки, которые делают эти бактерии устойчивыми к антибиотикам. Некоторые исследователи обеспокоены тем, что даже после лечения нестабильные бактерии могут становиться устойчивыми, собирая интактные гены, оставшиеся от поврежденных антибиотикоустойчивых бактерий. Хотя неясно, происходит ли это в настоящее время, исследователи хотят быть готовыми к этому сценарию.
Современные водоочистные сооружения используют различные методы дезинфекции. Большинство из них включают воздействие на воду ультрафиолетового света или хлорсодержащих или кислородсодержащих соединений, таких как сам хлор или озон.
Материалы и методы обследования
Чтобы определить, как эти методы влияют на гены устойчивости к антибиотикам, исследователи использовали модельную систему: безвредную почвенную бактерию, называемую Bacillus subtilis. Ученые работали со штаммом B. subtilis, который производил сверхпродукцию гена, называемого blt, делая бактерию устойчивой к множеству распространенных антибиотиков. Исследователи подвергли бактерии воздействию различных дезинфицирующих методов, а затем отслеживали насколько хорошо росли обработанные бактерии при воздействии антибиотиков и был ли поврежден ген внутри бактерий.
Результаты научной работы
При типичных воздействиях 3 метода, используемых для очистки воды (ультрафиолетовое излучение, озон и хлор), показали более чем 90% деградацию или дезактивацию гена. Ученые определили, что эти 3 метода в значительной степени успешны в предотвращении распространения устойчивости к антибиотикам путем дезактивации бактерий и повреждения гена устойчивости. Но 2 дезинфицирующих средства – диоксид хлора и монохлорамин – практически не повредили ген.
«Мы обнаружили, что эти 2 метода разлагают ДНК настолько медленно, что почти ничего не происходит в течение времени, при котором вода подвергается воздействию в обычных условиях», – говорит автор исследования Майкл Додд (Michael Dodd). «Фактически, мы обнаружили, что ДНК бактерий, обработанных диоксидом хлора и монохлорамином, сохраняет способность передавать признаки резистентности к антибиотикам устойчивым бактериям после того, как первичные бактерии были убиты».
Выводы
«Если мы сможем предсказать, насколько эффективно каждый метод дезинфекции будет дезактивировать или разлагать определенный ген, то мы сможем лучше оценить эффективные стратегии лечения для разложения любого гена устойчивости к антибиотикам, который представляет проблему», – сказал Додд.
Процессы дезинфекции являются очень важными инструментами для предотвращения распространения бактерий устойчивых к антибиотикам. Ученые пытаются лучше понять их, чтобы разрабатывать и эксплуатировать данные инструменты в будущем.
Авторы другого исследования утверждают, что очистка воды может привести к повреждению ДНК.
