Nowe badanie podważa długo utrzymywane założenie, że ścieki komunalne są główną pożywką dla bakterii opornych na antybiotyki. Naukowcy z Uniwersytetu w Göteborgu, publikując swoje wyniki w czasopiśmie Nature Communications, odkryli, że ścieki z większości z 47 przetestowanych krajów faktycznie hamują rozwój opornych szczepów E. coli, ale nie przyczyniają się do ich rozmnażania. Odkrycie to komplikuje naszą wiedzę na temat rozwoju i rozprzestrzeniania się oporności na antybiotyki.
Podważanie konwencjonalnej wiedzy
Przez wiele lat ścieki uważano za wylęgarnię oporności ze względu na obecność uwolnionych antybiotyków i innych związków przeciwdrobnoustrojowych. Logika była prosta: narażenie na te substancje selekcjonuje bakterie z genami oporności, umożliwiając im rozkwit. Jednak nowe badania ujawniają bardziej złożoną rzeczywistość.
„Najbardziej intrygujący był fakt, że w ściekach z większości krajów opornych szczepów E. coli występuje niedobór ścieków” – wyjaśnia profesor Joakim Larsson, główny autor i dyrektor CARe. „To sugeruje, że miejskie oczyszczalnie ścieków nie zawsze są wylęgarnią zrównoważonego rozwoju, jak się czasami zakłada”.
Złożone interakcje chemiczne
W badaniu zmierzono 22 antybiotyki i 20 antybakteryjnych środków biobójczych w próbkach ścieków z całego świata. Chociaż w niektórych próbkach stężenia antybiotyków były wystarczająco wysokie, aby teoretycznie sprzyjać selekcji szczepów opornych, nie stwierdzono, aby żaden był wyraźnym czynnikiem sprzyjającym oporności u E. coli. Zamiast tego dowody sugerują, że złożone mieszaniny chemiczne lub nawet pomijane związki odgrywają większą rolę w określaniu, które bakterie przeżyją.
Dlaczego następuje tłumienie
Naukowcy uważają, że tłumienie oporności wynika z nieodłącznych kosztów genów oporności. Jeśli poziom antybiotyków jest niewystarczający, wrażliwe bakterie często konkurują ze szczepami opornymi. Ponadto niektóre linie E. coli mogła przystosować się do środowiska kanalizacyjnego w sposób, który sprawia, że odporność jest mniej korzystna.
Walidacja poprzez różnorodne testy
Wyniki zostały potwierdzone dwoma podejściami. Najpierw naukowcy przetestowali syntetyczne społeczności 340 różnych szczepów E. coli, potwierdzając wzorce supresji. Po drugie, przeanalizowali naturalne zbiorowiska drobnoustrojów w ściekach, uzyskując podobne wyniki. To wzmacnia wniosek, że obserwowana supresja nie jest artefaktem warunków laboratoryjnych.
Konsekwencje dla zdrowia publicznego i przyszłych badań
Badanie to nie wyklucza całkowicie ryzyka rozwoju oporności w ściekach. W niektórych próbkach wyselekcjonowano szczepy oporne, a ścieki pozostają potencjalną drogą przenoszenia. Jednak powszechne tłumienie oporności w większości przypadków sugeruje, że komunalne oczyszczalnie ścieków mogą odgrywać bardziej złożoną rolę, niż wcześniej sądzono.
Wyniki podkreślają złożoność dynamiki oporności na antybiotyki w warunkach rzeczywistych. Konieczne są dalsze badania w celu zidentyfikowania konkretnych związków lub warunków odpowiedzialnych za efekt tłumiący. Zrozumienie tych mechanizmów może doprowadzić do opracowania strategii łagodzenia ewolucji oporu w ściekach i innych zbiornikach środowiskowych.
Badanie potwierdza, że proste założenia dotyczące oporności na antybiotyki w złożonych ekosystemach często nie dają pełnego obrazu sytuacji. Tłumienie oporności w większości próbek ścieków przypomina, że ewolucja bakterii jest zdeterminowana wieloma współdziałającymi czynnikami, a nie tylko ekspozycją na antybiotyki.
