Τα μικροπλάσματα θα μπορούσαν να δημιουργήσουν επικίνδυνα βακτήρια ανθεκτικά στα αντιβιοτικά

Τα μικροπλάσματα θα μπορούσαν να μετατρέψουν τα βακτήρια σε ανθεκτικά στα φάρμακα Superbugs

Από τη Marta Zaraska Επεξεργασμένο από τον Lauren J. Young

Για τα βακτηρίδια, τα μικροπλαστικά είναι το τέλειο σημείο συνάντησης -μικροσκοπικές, οικείες επιφάνειες όπου τα μικρόβια μπορούν να προσκολληθούν, να συσσωρεύονται και να ανταλλάσσουν γονίδια. Και αυτοί οι πολυσύχναστες βακτηριακοί χώροι αναπαραγωγής μπορεί να αποτελούν απειλή για την ανθρώπινη υγεία. Ένα αυξανόμενο σώμα νέων ερευνητικά δείχνει ότι τα μικροπλάσματα μπορεί να τροφοδοτήσουν την αντιμικροβιακή αντίσταση – το φαινόμενο στο οποίο τα παθογόνα προσαρμόζονται στην αντοχή των ναρκωτικών, καθιστώντας την πρόκληση για τη θεραπεία των λοιμώξεων. Η αυξανόμενη κρίση αντιμικροβιακής αντίστασης Πέντε εκατομμύρια ζωές Το 2019, ένας αριθμός που προβλέπεται διπλό έως το 2050. Σε μια ερευνητική ανασκόπηση του Αυγούστου, οι επιστήμονες επέστησαν την προσοχή στο “σιωπηλό τσουνάμι“Από τα πλαστικά που βασίζονται στην αντίσταση στα αντιβιοτικά. Αρκετά άλλα πρόσφατα έγγραφα υποδεικνύουν ότι τα μικροπλαστικά χρησιμεύουν ως καλύτερα σπίτια για παθογόνα από ό, τι κάνουν κάποιες φυσικές ουσίες, αν και οι μηχανισμοί δεν είναι πλήρως κατανοητοί.

“Έχουμε πραγματικά γδαρίσει την επιφάνεια”, λέει Τιμόθεος Γουόλςένας μικροβιολόγος στο Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης, ο οποίος έχει μελετήσει προηγουμένως αντιμικροβιακή αντίσταση και μικροπλαστικά.

Όταν τα βακτηρίδια συναντούν μια επιφάνεια – ένα λουρί ξύλο που επιπλέει σε νερό ή μια λαβή πόρτας – κολλάνε σε αυτό και το ένα στο άλλο, σχηματίζοντας ένα βιοφίλμ. Καθώς προσκολλώνται, «μεγαλώνουν και πολλαπλασιάζονται», λέει Μωάμεθένας βιοϊατρικός μηχανικός στο Πανεπιστήμιο της Βοστώνης. Σε ένα βιοφίλμ, τα βακτήρια ζουν κοντά, καθιστώντας ευκολότερη τη μεταφορά γενετικού υλικού από το ένα κύτταρο στο άλλο σε αυτό που είναι “βασικά βακτηριακό σεξ”, λέει Emily Stevensonένας ερευνητής δημόσιας υγείας στο Πανεπιστήμιο του Exeter στην Αγγλία και επικεφαλής του συγγραφέα του Αύγουστο Review. Όσο περισσότερες πιθανότητες τα μικρόβια παίρνουν τα γονίδια ανταλλαγής γενικά, όσο περισσότερες πιθανότητες πρέπει να διαδώσουν το DNA που κωδικοποιεί την αντίσταση στα αντιβιοτικά.

Για την υποστήριξη της επιστημονικής δημοσιογραφίας

Εάν απολαμβάνετε αυτό το άρθρο, σκεφτείτε να υποστηρίξετε τη βραβευμένη δημοσιογραφία μας από εγγραφή. Με την αγορά μιας συνδρομής βοηθάτε να εξασφαλίσετε το μέλλον των επιθετικών ιστοριών σχετικά με τις ανακαλύψεις και τις ιδέες που διαμορφώνουν τον κόσμο μας σήμερα.

Οι επιστήμονες στη Γερμανία, την Κόστα Ρίκα και το Ηνωμένο Βασίλειο ανίχνευσαν για πρώτη φορά την ανησυχητική τάση το 2018, όταν το έδειξαν αυτό Τα βακτήρια στα μικροπλάσματα ήταν πιο κεκλιμένα από τα βακτηρίδια ελεύθερης ζωής για την ανταλλαγή γονιδίων που κωδικοποιούν αντίσταση στην τριμεθοπρίμη, ένα αντιβιοτικό που χρησιμοποιείται συνήθως για τη θεραπεία των λοιμώξεων της ουροδόχου κύστης και της διάρροιας του ταξιδιώτη. Άλλες έρευνες έδειξαν ότι τα γονίδια αντιμικροβιακής αντίστασης ήταν πιο συνηθισμένα στο πλαστφαίριο – η κοινότητα των μικροβίων που ζουν σε πλαστικά – σε σύγκριση με εκείνα στο νερό ή στο έδαφος.

Αλλά οι επιστήμονες αμφισβήτησαν αν η ανίχνευση μεγάλων ποσοτήτων αντιμικροβιακής αντίστασης γονίδια Στην πραγματικότητα μεταφράζεται σε υψηλότερες ποσότητες ανθεκτικών βακτήρια-Τα παθογόνα που επιβιώνουν παρά το γεγονός ότι βυθίζονται με ναρκωτικά.

Μια μελέτη που δημοσιεύθηκε το Μάρτιο προσφέρει ισχυρές αποδείξεις ότι το κάνει. Οι επιστήμονες εξέτασαν το εργαστήριο Έδειξαν ψύχρα βιοφίλμ σε διάφορα περιβάλλοντα, συμπεριλαμβανομένων των μικροπλαστικών, σε μικροσκοπικά γυάλινα θραύσματα και σε μέσα κυτταρικής καλλιέργειας. Το βρήκαν αυτό Τα παθογόνα στο πλαστόφη όχι μόνο αυξήθηκαν πιο γρήγορα-Αυτά επιβεβαιώνοντας την προηγούμενη έρευνα – αλλά, κυρίως, ήταν πιο δύσκολο να σκοτωθούν όταν υποβλήθηκαν σε θεραπεία με διάφορα διαφορετικά αντιβιοτικά. Τα αποτελέσματα “ήταν σημαντικά μεγαλύτερα από αυτά που περιμέναμε”, λέει ο Zaman, ο οποίος ήταν ανώτερος συγγραφέας της μελέτης. Για παράδειγμα, μετά την εφαρμογή του ευρέως χρησιμοποιούμενου αντιβιοτικού ciprofloxacin, η αντίσταση ήταν 75 φορές υψηλότερη μεταξύ Ε. Coli καλλιεργούνται σε μικροπλαστικά από αυτά που καλλιεργούνται μόνοι.

Αυτά τα αποτελέσματα δεν φαίνεται να περιορίζονται στα εργαστηριακά βακτήρια. Οι ερευνητές στη Γερμανία και την Πολωνία πρόσθεσαν μικροπλάσματα σε δείγματα νερού που ελήφθησαν από το ODER, ένας μεγάλος ευρωπαϊκός ποταμός. Τα αποτελέσματα, που δημοσιεύθηκαν τον Μάιο Επιστημονικές αναφορές, αποκάλυψε ότι μετά από μια εβδομάδα επώασης, βακτηρίδια που προκαλούν ασθένειες-όπως Ε. Coli,Klebsiell pneumoniae και Σαλμονέλα-ήταν πιο άφθονα σε δείγματα με τα πρόσθετα πλαστικά από ό, τι σε εκείνους χωρίς αυτούς. Επιπλέον, ο αριθμός των γονιδίων αντοχής στα αντιβιοτικά ήταν επίσης υψηλότερος μεταξύ των πλασφρετών.

Ο Stevenson επισημαίνει μια άλλη διορατική μελέτη, που δημοσιεύθηκε τον Μάιο, αυτό περιλάμβανε έναν κόλπο στο Xiamen της Κίνας. Οι επιστήμονες βύθισαν μεμονωμένες σακούλες διαφορετικών μικροπλαστικών και φυσικών επιφανειών στο νερό και πραγματοποίησαν διάφορες δοκιμές στις αναλύσεις που προκύπτουν βιοφίλμ – αναλύσεις για τον σχηματισμό βιοφίλμ, τη μεταβολική δραστηριότητα, τα γονίδια αντοχής στα αντιβιοτικά και πραγματικός Αντίσταση έναντι τριών αντιβιοτικών. Τα αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι τα βιοφίλμ που περιέχουν μεταβολικά ενεργά, τα ανθεκτικά βακτήρια ήταν περίπου 10 φορές πιο πιθανό να σχηματίσουν μικροπλάσματα παρά σε φυσικές επιφάνειες, που ισοδυναμούσαν με περίπου 10 φορές υψηλότερο κίνδυνο ανθρώπινης υγείας, σύμφωνα με τους συγγραφείς της μελέτης.

Λοιπόν, πώς προκύπτουν τα γονίδια αντοχής στα αντιβιοτικά στα μικροπλαστικά στην πρώτη θέση; Μια μελέτη του Ιουλίου στο Επιστημονικές εκθέσεις διερευνά μία θεωρία: Τα αντιβιοτικά μπορούν επίσης να προσκολληθούν σε μικροπλάσματα. Οι συγγραφείς της μελέτης έδειξαν ότι τα κοινά αντιβιοτικά, όπως η αμοξικιλλίνη και η τετρακυκλίνη, κολλημένα στα μικροπλάσματα – και ότι, όσο μεγαλύτερα ήταν τα μικροπλαστικά, τόσο πιο εύκολα τα αντιβιοτικά που συνδέονται με αυτά. Καθώς μεγαλώνουν, τα μικροπλαστικά γίνονται πιο σκληρά και πιο ηλεκτροστατικά, γεγονός που τα καθιστά ακόμα καλύτερα στην παγίδευση αντιβιοτικών. Ο συνδυασμός αντιβιοτικών και παθογόνων βακτηρίων βιοφίλμ σε μικροπλαστικά θα μπορούσε θεωρητικά να οδηγήσει την εξέλιξη της αντιμικροβιακής αντίστασης.

Ο Stevenson λέει ότι το ερώτημα εάν τα μικροπλαστικά είναι σημαντικά καλύτερα στο να προκαλέσουν αντιμικροβιακή αντίσταση από άλλες επιφάνειες όπως το ξύλο ή το γυαλί απέχει πολύ από το να εγκατασταθεί, αλλά το απλό γεγονός ότι τα πλαστικά έχουν τη δυνατότητα να φέρουν τόσο επικίνδυνα παθογόνα όσο και αντιβιοτικά είναι αρκετός λόγος για να ανησυχείτε.

Τα μικροπλάσματα έχουν ανιχνευθεί σχεδόν από τα πάντα, από αέρα, νερό, φυτά και φαγητό, και καθώς καταναλώνονται, αυτοί βιοαποικοδομώ στους ιστούς των ζώων – συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπινων εγκεφάλων. Προκαταρκτικός μελέτη ποντικιού υποδηλώνει ότι τα μικροπλαστικά στο μικροβιοκτόνο του εντέρου μπορεί επίσης να είναι γόνιμο έδαφος για ανθεκτικά στα αντιβιοτικά βακτήρια: τα ποντίκια που εκτίθενται τόσο σε μικροπλαστικά όσο και σε τετρακυκλίνη είχαν περισσότερα γονίδια αντοχής στα αντιβιοτικά στο μικροβιοτόμα του εντέρου τους από τα τρωκτικά που εκτίθενται μόνο στο αντιβιοτικό. “Αυτά τα πράγματα αξίζουν σοβαρή έρευνα”, λέει ο Zaman.

Επιπλέον, τα μικροπλάσματα ταξιδεύουν και δεν υποβαθμίζονται. Κομμάτια πλαστικού που μεταφέρουν βακτηρίδια ανθεκτικά σε πολλαπλά φάρμακα έχουν βρεθεί ως απομακρυσμένα ως Ανταρκτική. Η δυνατότητα των μικροπλάστη να μεταφέρουν ανθεκτικά στα αντιμικροβιακά βακτηρίδια σε όλο τον κόσμο καθιστά τον Ζαμάν να ανησυχεί ιδιαίτερα για την πλαστική ρύπανση που μπορεί να πάρει παθογόνα σε εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων, νοσοκομειακά λυμάτων ή στρατόπεδα προσφύγων-το τελευταίο από τα οποία ερευνά επί του παρόντος.

“Νομίζω ότι είναι αρκετά σαφές ότι βλέπετε έναν εμπλουτισμό των γονιδίων ανθεκτικών στα αντιβιοτικά και γονιδίων αντοχής στα αντιβιοτικά σε πλαστικά σωματίδια”, λέει Johan Bengtsson-Palmeένας μικροβιολόγος στο Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο Chalmers στη Σουηδία, η έρευνα του οποίου επικεντρώνεται στην αντίσταση στα αντιβιοτικά. Αλλά πόσο από μια απειλή που προέρχονται από πλαστικά φάρμακα ανθεκτικά στα ναρκωτικά παθογόνα θέτουν στους ανθρώπους είναι ένα ερώτημα που παραμένει να γίνει πλήρως κατανοητό, λέει.

Ήρθε η ώρα να σταθείτε στην επιστήμη

Εάν σας άρεσε αυτό το άρθρο, θα ήθελα να ζητήσω την υποστήριξή σας. Επιστημονικός Αμερικανός έχει υπηρετήσει ως δικηγόρος για την επιστήμη και τη βιομηχανία για 180 χρόνια, και αυτή τη στιγμή μπορεί να είναι η πιο κρίσιμη στιγμή στην ιστορία του δύο αιώνα.

Ήμουν Επιστημονικός Αμερικανός Συνδρομητής από τότε που ήμουν 12 ετών και βοήθησε να διαμορφώσω τον τρόπο που κοιτάζω τον κόσμο. Ενημερώστε με Πάντα εκπαιδεύει και με απολαμβάνει και εμπνέει μια αίσθηση δέος για το τεράστιο, όμορφο σύμπαν μας. Ελπίζω να το κάνει και για εσάς.

Αν εσύ εγγραφείτε στο Επιστημονικός ΑμερικανόςΒοηθάτε να διασφαλίσετε ότι η κάλυψή μας επικεντρώνεται σε σημαντική έρευνα και ανακάλυψη. ότι έχουμε τους πόρους για να αναφέρουμε τις αποφάσεις που απειλούν τα εργαστήρια στις ΗΠΑ. και ότι υποστηρίζουμε τόσο τους εκκολαπτόμενους όσο και τους επιστήμονες εργασίας σε μια εποχή που η αξία της ίδιας της επιστήμης είναι πολύ συχνά μη αναγνωρισμένη.

Σε αντάλλαγμα, λαμβάνετε βασικά νέα, μαγευτικά podcasts, λαμπρά infographics, Τα ενημερωτικά δελτία Can-Miss, τα βίντεο πρέπει να παρακολουθούν, Προκλητικά παιχνίδια και η καλύτερη γραφή και αναφορά του Science World.

Ποτέ δεν υπήρξε μια πιο σημαντική στιγμή για να σηκωθούμε και να δείξουμε γιατί η επιστήμη έχει σημασία. Ελπίζω να μας υποστηρίξετε σε αυτήν την αποστολή.