В своей новой работе микробиологи показали, что микрочастицы пластика не только являются источником экологического загрязнения, но и играют роль в возникновении резистентности к противомикробным средствам без включения антибиотиков. Эти данные были опубликованы в журнале "Прикладная и экологическая микробиология", который выпускается Американским обществом микробиологов.
Проблема пластикового загрязнения выходит за рамки экологии, она становится ключевым вопросом здравоохранения, поскольку способствует распространению инфекций, устойчивых к лекарствам.
- Нила Гросс, ведущий исследователь из лаборатории профессора Мухаммада Замана в университете Бостона
С увеличением потребления пластика по всему миру загрязнение микрочастицами пластика стало глобальным явлением, а сточные воды — основными накопителями этих частиц. Параллельно с этим наблюдается рост устойчивости к противомикробным препаратам (УПП), на что влияют факторы окружающей среды. Известно, что микрочастицы пластика служат домом для бактериальных сообществ — "пластисферы".
В новой работе ученые стремились количественно оценить УПП и исследовать влияние свойств микрочастиц пластика на его развитие. Были использованы различные виды пластика: полистирол, например, упаковочный арахис, используемый для транспортировки; полиэтилен, используемый в пластиковых пакетах с застежкой-молнией; полипропилен, используемый в ящиках, бутылках и банках.
Изучали также разные размеры микропластика (от 0,5 миллиметра до 10 микрометров — масштаб, аналогичный типичной бактерии) упаковочный пенопласт, пластиковые пакеты с замком-молнией и контейнеры из полипропилена, а также частицы разных размеров (от половины миллиметра до 10 микрометров). Эти образцы инкубировались с кишечной палочкой Escherichia coli в течение десяти дней. Каждые два дня исследователи проверяли минимальную ингибирующую концентрацию для четырех антибиотиков, чтобы определить, не развивается ли у бактерий резистентность.
Ученые выяснили, что присутствие микрочастиц пластика, независимо от их размера и количества, способствует возникновению множественной лекарственной устойчивости к четырем антибиотикам (ампициллину, ципрофлоксацину, доксициклину и стрептомицину) в кишечной палочке через 5-10 дней после контакта.
Выяснилось, что микрочастицы пластика сами по себе могут способствовать развитию УПП.
Это означает, что микропластик существенно увеличивает риск того, что антибиотики станут неэффективными для различных инфекций с высоким уровнем воздействия.
- «Это бросает вызов представлению о том, что микропластик является просто пассивным носителем устойчивых бактерий, и подчеркивает их роль как активных очагов эволюции устойчивости к противомикробным препаратам».
Ранее проведенные исследования в основном фокусировались на резистентности к антибиотикам, игнорируя влияние загрязнителей окружающей среды, таких как микрочастицы пластика. В работах по изучению микрочастиц пластика внимание уделялось генам устойчивости и биопленкам, а не скорости или масштабу УПП.
В этом исследовании ученые обнаружили, что резистентность, вызванная взаимодействием микрочастиц пластика с антибиотиками, часто бывает значительной, измеримой и сохраняется даже после удаления антибиотиков и микрочастиц. Это указывает на то, что воздействие микрочастиц может приводить к отбору генетических или фенотипических характеристик, поддерживающих резистентность к противомикробным средствам без участия антибиотиков.
Это бросает вызов представлению о том, что микропластик является просто пассивным носителем устойчивых бактерий, и подчеркивает их роль как активных очагов эволюции устойчивости к противомикробным препаратам.
- Нила Гросс
Учитывая, что микропластик из полистирола способствовал наивысшим уровням устойчивости, а образование биопленки, которое, как известно, повышает выживаемость бактерий и устойчивость к лекарственным препаратам, было ключевым механизмом, результаты подчеркивают необходимость решения проблемы загрязнения микропластиком контексте смягчения устойчивости к противомикробным препаратам.
Фото на обложке: freepik
