La désinfection conventionnelle des eaux usées à l'aide de chlore pourrait faciliter la propagation de la résistance aux antimicrobiens chez les bactéries. Le traitement de certains types d'eaux usées avec de la lumière ultraviolette (UV) pourrait plutôt faire partie de la solution, selon une étude du centre de dessalement et de réutilisation de l'eau de KAUST, publié dans la revue Sciences et technologies de l'environnement .
Les bactéries développent rapidement des mécanismes pour échapper aux effets des médicaments antimicrobiens, et cette résistance menace de plus en plus la santé publique. Les composés pharmaceutiques et les bactéries résistantes qui atteignent les eaux usées municipales et agricoles sont en partie à blâmer. De façon intéressante, la résistance aux antimicrobiens s'avère encore plus élevée chez les bactéries en aval des usines de traitement que dans les eaux usées brutes entrant dans les usines.
Lors de la désinfection des eaux usées, le matériel génétique s'échappe des bactéries dans l'eau environnante. Cet ADN extracellulaire peut contenir des gènes de résistance aux antimicrobiens. « La grande question est :ces gènes de résistance extracellulaire sont-ils préoccupants pour la santé publique ? dit le boursier postdoctoral KAUST, David Mantilla-Calderon. "Nous n'avons pas encore de réponse à cette question, mais la première condition préalable que ces gènes doivent remplir pour être préoccupante est qu'ils doivent être hébergés dans une cellule bactérienne viable. Ceci n'est possible que grâce à un processus appelé transformation naturelle, qui permet l'absorption et l'intégration de l'ADN extracellulaire dans le chromosome bactérien."
Mantilla-Calderon et ses collègues de KAUST ont découvert que la transformation naturelle était stimulée dans une bactérie que l'on trouve couramment dans l'eau et le sol, appelé Acinetobacter baylyi, lorsqu'il était en présence du sous-produit chloré, acide bromoacétique. Le sous-produit de désinfection a causé des dommages à l'ADN de la bactérie, induisant une voie de réparation de l'ADN connue pour augmenter également l'intégration de l'ADN étranger dans le génome de la bactérie.
doctorat L'étudiant Nicolas Augsburger a ensuite étudié les effets de la lumière du soleil et de la lumière UV sur la transformation naturelle. "Nous voulions voir s'il existait un moyen plus sûr de désinfecter les eaux usées traitées sans provoquer une augmentation de la transformation naturelle des bactéries environnementales, " il explique.
De façon intéressante, Augsburger et ses collègues ont découvert que, similaire à l'acide bromoacétique, la lumière du soleil a également augmenté la transformation naturelle chez Acinetobacter baylyi en déclenchant une voie de réparation de l'ADN.
Étonnamment, même si la lumière UV a également augmenté l'absorption d'ADN extracellulaire dans le génome de la bactérie, les gènes avaient été endommagés au point qu'ils n'étaient plus fonctionnels, contrairement à l'effet de la lumière du soleil et de l'acide bromoacétique.
"La lumière du soleil a multiplié par deux l'intégration de l'ADN étranger, " dit Augsburger. " La grâce salvatrice était que même si la lumière UV augmente également l'intégration de l'ADN étranger, tout comme les sous-produits de désinfection et la lumière du soleil, il endommage simultanément l'ADN extracellulaire dans les eaux usées au point que même s'il est absorbé par des bactéries, il ne pourra pas exprimer ces gènes."
"Nos études remettent en question notre dépendance actuelle à l'utilisation du chlore comme étape de désinfection finale dans la plupart des usines de traitement des eaux usées, " dit le microbiologiste Peiying Hong, qui a supervisé les études. "Une stratégie de désinfection utilisant la lumière UV pourrait être envisagée pour désinfecter l'eau à faible turbidité. Cela pourrait aider à minimiser la contribution des eaux usées à la résistance aux antimicrobiens."
Le laboratoire de Hong étudie maintenant comment divers facteurs de stress pourraient interagir pour affecter les taux d'absorption et d'intégration de l'ADN extracellulaire dans les bactéries.
