Les produits du traitement des eaux usées contiennent des traces d'ADN résistant aux antibiotiques. Ces produits sont souvent réintroduits dans l'environnement et l'approvisionnement en eau, entraînant potentiellement la propagation de la résistance aux antibiotiques. En tant que tel, des chercheurs de la Viterbi School of Engineering de l'Université de Californie du Sud ont étudié le développement de ces gènes potentiellement nocifs et dangereux dans les processus de traitement des eaux usées. Leurs découvertes, Publié dans Sciences et technologies de l'environnement , indiquent que même de faibles concentrations d'un seul type d'antibiotique entraînent une résistance à plusieurs classes d'antibiotiques.

"Nous arrivons rapidement à un endroit effrayant qui s'appelle un" monde post-antibiotique, " où nous ne pouvons plus lutter contre les infections avec des antibiotiques parce que les microbes se sont adaptés pour être résilients contre ces antibiotiques, " dit Adam Smith, professeur adjoint de génie civil et environnemental à l'USC et chercheur principal de l'étude. "Malheureusement, les systèmes de traitement de l'eau artificiels finissent par être une sorte de foyer pour la résistance aux antibiotiques. »

La majorité des antibiotiques que nous consommons sont métabolisés dans notre corps. Cependant, de petites quantités nous traversent dans nos déchets, qui sont ensuite acheminés vers les stations d'épuration. Dans ces usines, l'un des moyens courants de traitement des eaux usées est d'utiliser un bioréacteur à membrane, qui utilise à la fois un système de filtration et un processus biologique où des bactéries microscopiques consomment des déchets.

En consommant les déchets organiques, la bactérie rencontre les antibiotiques et exprime des gènes de résistance qui réduisent l'efficacité de ces médicaments. Ces gènes de résistance peuvent ensuite être transmis de la cellule mère à la cellule fille et entre voisins via un processus connu sous le nom de transfert horizontal de gènes.

Pendant que les bactéries mangent, se reproduit et grandit, un excédent est accumulé appelé biomasse. Une station d'épuration typique produit des tonnes de biomasse chaque jour. Une fois traité, il est éliminé dans des décharges ou utilisé comme engrais pour l'agriculture et les cultures fourragères du bétail.

Dans un scénario encore plus dramatique, de petites quantités de bactéries résistantes aux antibiotiques et d'ADN flottant librement traversent la membrane de filtration et sortent de l'autre côté de la station d'épuration dans ce qu'on appelle l'effluent, ou le courant d'eau qui quitte l'installation. À Los Angeles, une partie sera déversée dans la rivière L.A. et l'océan Pacifique, tandis que le reste est recyclé pour l'irrigation, lave-autos, lutte contre les incendies, ou pour reconstituer les eaux souterraines fournies, une source commune d'eau potable.

L'équipe, comprenant également Ali Zarei-Baygi, le premier auteur et Ph.D. de l'étude. étudiant à l'USC, Moustapha Harb, chercheur postdoctoral à l'USC, Philippe Wang, doctorat étudiant à l'USC, et Lauren Stadler, professeur assistant à l'Université Rice, croient que la quantité d'organismes résistants aux antibiotiques formés dans les usines de traitement pourrait être réduite par des modifications des processus de traitement. Par exemple, en utilisant sans oxygène, ou anaérobie, processus plutôt que des processus aérobies, et en utilisant la filtration sur membrane.

Par conséquent, pour leur étude, ils ont utilisé un bioréacteur à membrane anaérobie à petite échelle et comparé les profils de résistance aux antibiotiques résultants dans la biomasse et les effluents entre eux et aux différentes concentrations et types d'antibiotiques qu'ils ont introduits dans le système.

Ils ont découvert deux découvertes clés :la résistance dans la biomasse et l'effluent sont différentes et donc l'une ne peut pas être utilisée pour prédire l'autre; et les corrélations qu'ils ont trouvées entre l'antibiotique ajouté et les gènes de résistance n'étaient pas toujours claires. En réalité, leurs résultats ont indiqué une multirésistance aux médicaments dans laquelle les bactéries possédaient des gènes permettant une résistance à plusieurs classes d'antibiotiques.

« La multirésistance aux médicaments semble en être l'impact le plus alarmant, " Smith a dit. " Indépendamment des antibiotiques influents, qu'il s'agisse d'une seule ou de très faibles concentrations, il y a probablement beaucoup de résistance à plusieurs médicaments qui se propage. »

Ils pensent que cela est dû à la présence d'éléments génétiques appelés plasmides. Un plasmide peut porter des gènes de résistance à plusieurs types d'antibiotiques différents, résultant en des corrélations positives entre un type d'antibiotique et le gène de résistance d'un autre. Cela complique non seulement les choses, mais peut être extrêmement dangereux. En raison de leur taille extrêmement petite-1, 000 fois plus petits que les bactéries—les plasmides flottant librement peuvent facilement traverser le système de filtration dans le processus de traitement et sortir de l'usine dans l'effluent.

L'équipe examine maintenant de plus près la composition de l'effluent et prévoit d'appliquer ce qu'elle a appris à d'autres flux de déchets, comme les déchets animaux, grâce à un partenariat avec l'USDA.