Des souches de plus en plus virulentes d'Escherichia coli circulent dans les eaux usées à travers le monde, et la course est lancée pour trouver de nouveaux procédés de traitement qui pourraient aider à réduire la propagation de ces agents pathogènes. Les chercheurs de KAUST ont examiné comment trois souches d'E. coli trouvées dans l'approvisionnement en eaux usées de Djeddah s'en sortaient lorsqu'elles étaient placées sous un fort ensoleillement :ils ont montré, tandis que deux souches ont été réduites, une souche a persisté.

« L'irradiation solaire est utilisée involontairement dans de nombreux endroits lorsque les eaux usées traitées sont stockées dans un bassin d'évaporation avant d'être réutilisées ou lorsqu'elles sont utilisées pour irriguer les cultures à la lumière du jour, " dit Pei-Ying Hong, qui a dirigé le projet avec la doctorante Nada Al-Jassim et des collègues du centre de dessalement et de réutilisation de l'eau de KAUST. "Toutefois, parce que cette approche est involontaire, il est difficile de savoir à quel point il a été couronné de succès. Nous avons donc décidé d'analyser ce qui arrive à E. coli dans les eaux usées sous irradiation solaire."

La lumière du soleil est connue pour tuer les agents pathogènes dans l'eau douce. En réalité, comme le note Hong, les organisations non gouvernementales recommandent aux communautés rurales sans traitement d'eau potable de base de stocker leur eau dans des bouteilles en plastique transparentes, et qu'ils placent ces bouteilles en plein soleil pendant quelques heures avant consommation.

L'équipe de Hong a utilisé une idée similaire; ils ont préparé deux réacteurs portant chacun une souche d'E. coli - un récemment découvert, souche hautement résistante aux antibiotiques appelée PI-7, et un commun, souche non virulente appelée DSM1103. Ces réacteurs ont été soumis à une irradiation solaire pendant 24 heures, tandis que deux réacteurs identiques ont été stockés dans l'obscurité comme témoins. L'équipe a prélevé des échantillons à intervalles réguliers dans les quatre réacteurs et analysé les modifications de la constitution génétique et les taux de survie de chaque souche d'E. coli.

« Le nombre de cellules viables des deux souches a considérablement diminué, mais E. coli PI-7 s'est décomposé à un rythme plus lent par rapport au DSM1103, " dit Hong. " Assez inquiétant, et contrairement au DSM1103, PI-7 a formé des cellules « persistantes » dans les derniers stades d'une exposition solaire prolongée. Cela signifie qu'une petite partie des cellules PI-7 peut résister au traitement solaire et repousser lorsque les conditions environnementales deviennent favorables."

PI-7 s'est défendu contre l'irradiation solaire en régulant positivement les gènes liés à la réparation cellulaire et au stress oxydatif, ainsi que divers facteurs de virulence. Cependant, lors de l'analyse génétique, Al-Jassim a noté avec intérêt que les gènes portés par PI-7 pour le protéger des virus étaient régulés à la baisse pendant l'irradiation solaire.

"Je travaille maintenant à isoler ces virus, appelés bactériophages, dans l'espoir qu'ils puissent être utilisés pour augmenter la sensibilité de PI-7 à l'irradiation solaire, " dit Al-Jassim. " En utilisant à la fois des bactériophages et une irradiation solaire, de telles souches résistantes aux antibiotiques pourraient être plus facilement tuées."