Nárast odolnosti baktérií šokoval vedcov. Až štyri druhy antibiotík zlyhávajú (ŠTÚDIA)

Predstav si svet, kde by bežné infekcie mohli byť opäť smrteľné. Takúto budúcnosť nám môžu priblížiť mikroplasty – drobné častice plastu, ktoré sa dostali prakticky všade – od najhlbších oceánskych priekop až po vrchol Mount Everestu.

Najnovší výskum uverejnený v journals ukazuje, že tieto malé kúsky plastov môžu zohrávať významnú úlohu v rozvoji antibiotickej rezistencie, jednej z najväčších hrozieb pre globálne zdravie.

Mikroplasty – ideálny domov pre odolné baktérie

Výskumníci nedávno zistili, že mikroplasty slúžia ako dokonalý povrch, na ktorom si baktérie môžu vytvoriť biofilmy – husté kolónie mikroorganizmov, ktoré držia pokope v akomsi ochrannom slize. Biofilmy výrazne zvyšujú schopnosť baktérií odolávať antibiotikám.

V laboratórnych experimentoch vedci sledovali, ako sa správa baktéria Escherichia coli (E. coli) pri vystavení rôznym typom mikroplastov. Testovali polystyrén, polyetylén a polypropylén – tri najčastejšie typy plastov, ktoré nachádzame v životnom prostredí. Sledovali aj vplyv rôznych veľkostí a koncentrácií mikroplastov.

Prekvapivé výsledky experimentov

Výsledky znepokojili výskumníkov. Baktérie, ktoré rástli na mikroplastoch, vyvinuli odolnosť voči štyrom rôznym druhom antibiotík: ampicilínu, ciprofloxacínu, doxycyklínu a streptomycínu. Tieto antibiotiká predstavujú štyri rôzne triedy liečiv, ktoré lekári bežne používajú na liečbu infekcií. A čo je ešte horšie, baktérie sa stali multirezistentnými – odolnými voči viacerým druhom antibiotík súčasne.

„Dôležitosť našej štúdie spočíva v pochopení vzťahu medzi rozšíreným environmentálnym znečisťujúcim faktorom, mikroplastmi, a nárastom baktérií odolných voči liekom,“ vysvetľujú autori štúdie.

Zo všetkých testovaných typov plastov viedla prítomnosť polystyrénu k najvýraznejšiemu nárastu rezistencie. To prekvapilo vedcov, pretože polystyrén priťahuje vodu (je hydrofilný) v porovnaní s polyetylénom a polypropylénom, ktoré vodu skôr odpudzujú (sú hydrofóbne).

Predchádzajúce štúdie ukázali, že E. coli preferuje povrchy priťahujúce vodu, takže tieto zistenia zodpovedajú prirodzeným preferenciám baktérie. Vedci porovnali aj rast baktérií na mikroplastoch s ich rastom na sklenených guľôčkach podobnej veľkosti.

Prekvapivo, baktérie vykazovali vyššiu rezistenciu pri raste na plastoch než na skle. To naznačuje, že plasty môžu byť jedinečným podkladom pre rozvoj a udržiavanie rezistencie.

Ako biofilm zvyšuje odolnosť baktérií

Pomocou pokročilej mikroskopie výskumníci pozorovali, že baktérie vytvorili hustý biofilm pokrývajúci celý povrch mikroplastov. Naproti tomu, na sklenenom povrchu baktérie rástli nerovnomerne, s veľkou časťou neživotaschopných buniek.

Prečo mikroplasty podporujú rezistenciu na antibiotiká? Jedným z hlavných mechanizmov je tvorba biofilmu. Biofilmy fungujú ako ochranná bariéra zabraňujúca antibiotikám dosiahnuť baktérie. Navyše, baktérie v biofilmoch vytvárajú tzv. persisterské bunky. Tieto bunky zostávajú metabolicky neaktívne a môžu prežiť aj pri vysokých koncentráciách antibiotík.

Vedci zistili, že baktérie vystavené mikroplastom mali obmedzenú pohyblivosť, čo ovplyvňuje tvorbu biofilmu. Toto zistenie naznačuje, že prítomnosť mikroplastov vyberá baktérie, ktoré dokážu lepšie tvoriť biofilmy. Takéto bunky potom vykazujú zvýšenú rezistenciu.

Globálne dôsledky pre naše zdravie

Dôsledky tohto výskumu siahajú ďaleko. Mikroplasty sa nachádzajú v odpadových vodách, ktoré sa stali významným rezervoárom pre mikroplasty a iné ľudské odpady. Napriek globálnemu povedomiu mikroplasty pretrvávajú cez čistiarne odpadových vôd a šíria sa do okolitého prostredia.

Tento problém vystupuje do popredia najmä v oblastiach s neprimeraným nakladaním s odpadom a nedostatočnou infraštruktúrou verejného zdravia. Týka sa to hlavne krajín s nízkymi a strednými príjmami a zraniteľných populácií.

„Dôsledky vysoko multirezistentných baktérií podporovaných biofilmami na povrchu mikroplastov môžu byť významné. Pozorovali sme takéto baktérie už po 10 dňoch vystavenia nízkym hladinám antibiotík a mikroplastov,“ upozorňujú vedci.

Toto zistenie zdôrazňuje potrebu monitorovať mikroplasty, biofilmy spojené s mikroplastmi a hladiny antibiotík v prostredí okolo nás. Budúce štúdie by mali skúmať rozdiely v čistení odpadových vôd medzi rôznymi krajinami a ako rôzne faktory prostredia ovplyvňujú rozvoj antibiotickej rezistencie.

Tento výskum môže pomôcť vytvoriť lepšie stratégie sledovania antibiotickej rezistencie. To pomôže predvídať budúce ohrozenia a predchádzať im. V konečnom dôsledku nám pripomína, že zdravie prostredia a ľudské zdravie spolu neoddeliteľne súvisia. 

Čítajte viac z kategórie: Zaujímavosti