يمكن أن يؤدي تطهير مياه الصرف الصحي التقليدي باستخدام الكلور إلى تسهيل انتشار مقاومة مضادات الميكروبات في البكتيريا. يمكن أن يكون علاج بعض أنواع مياه الصرف الصحي بأشعة فوق البنفسجية (UV) جزءًا من الحل ، وفقًا لدراسة في مركز تحلية المياه وإعادة استخدامها في جامعة الملك عبدالله ، ونشرت في مجلة العلوم البيئية والتكنولوجيا.
البكتيريا تتطور بسرعة آليات للتهرب من آثار الأدوية المضادة للميكروبات، وهذه المقاومة تهدد بشكل متزايد الصحة العامة. المركبات الصيدلانية والبكتيريا المقاومة التي تصل إلى مياه الصرف الصحي البلدية والزراعية هي المسؤولة جزئيا. ومن المثير للاهتمام أن مقاومة مضادات الميكروبات قد وجدت أنها أعلى في البكتيريا المصب من محطات المعالجة مما هي عليه في مياه الصرف الخام التي تدخل إلى المحطات.
أثناء تطهير مياه الصرف الصحي، المواد الوراثية تنكسر من البكتيريا في المياه المحيطة بها. يمكن أن يحتوي هذا الحمض النووي خارج الخلية على جينات مقاومة مضادات الميكروبات. "السؤال الكبير هو: هل هذه الجينات المقاومة خارج الخلية هي مصدر قلق للصحة العامة؟" يقول زميل جامعة الملك عبد الله بوست ما بعد الدكتوراه، ديفيد مانتيلا كالديرون. "ليس لدينا إجابة على هذا السؤال حتى الآن، ولكن الشرط المسبق الأول لهذه الجينات يجب أن تفي لتكون مثيرة للقلق هو أنها تحتاج إلى أن تكون في متناول داخل خلية بكتيرية قابلة للحياة. وهذا ممكن فقط من خلال عملية تسمى التحول الطبيعي، والتي تسمح امتصاص الحمض النووي خارج الخلية والاندماج في الكروموسوم البكتيري.
وجد مانتيلا كالديرون وزملاؤه في جامعة الملك عبدالله أن التحول الطبيعي قد تم تحفيزه في بكتيريا توجد عادة في الماء والتربة، تسمى Acinetobacter baylyi، عندما كانت في وجود منتج ثانوي للكلور، حمض البروم أوسيتيك. تسبب المنتج الثانوي للتطهير في تلف الحمض النووي في البكتيريا ، مما أدى إلى مسار إصلاح الحمض النووي الذي من المعروف أنه يزيد أيضًا من دمج الحمض النووي الأجنبي في جينوم البكتيريا.
طالب دكتوراه نيكولاس Augsburger المقبل التحقيق في آثار أشعة الشمس وأشعة فوق البنفسجية على التحول الطبيعي. ويشرح قائلاً: "أردنا أن نرى ما إذا كانت هناك طريقة أكثر أماناً لتطهير مياه الصرف الصحي المعالجة دون إحداث زيادة في التحول الطبيعي في البكتيريا البيئية".
ومن المثير للاهتمام أن أوغسبورغر وزملاؤه وجدوا أنه على غرار حمض البروم أوسيتيك، زادت أشعة الشمس أيضًا من التحول الطبيعي في Acinetobacter baylyi من خلال إطلاق مسار لإصلاح الحمض النووي.
ومن المدهش أنه على الرغم من أن الأشعة فوق البنفسجية زادت أيضا من امتصاص الحمض النووي خارج الخلية في جينوم البكتيريا، فقد تضررت الجينات لدرجة أنها لم تعد وظيفية، على عكس تأثير أشعة الشمس وحمض البروم أوسيتيك.
"أشعة الشمس زادت التكامل الأجنبي الحمض النووي تصل إلى شقين"، يقول أوغسبورغر. "كانت نعمة الادخار أنه على الرغم من أن الأشعة فوق البنفسجية يزيد أيضا من التكامل الحمض النووي الأجنبية، تماما مثل التطهير المنتجات الثانوية وأشعة الشمس، فإنه في وقت واحد يضر الحمض النووي خارج الخلية في مياه الصرف الصحي لدرجة أنه حتى لو تم تناولها من قبل البكتيريا، فإنه لن تكون قادرة على التعبير عن تلك الجينات."
يقول عالم الميكروبات بيينغ هونغ، الذي أشرف على الدراسات: "تشكك دراساتنا في اعتمادنا الحالي على استخدام الكلور كخطوة تطهير نهائية في معظم محطات معالجة مياه الصرف الصحي. "يمكن النظر في استراتيجية التطهير باستخدام ضوء الأشعة فوق البنفسجية لتطهير المياه العكرة منخفضة. وهذا يمكن أن يساعد في تقليل مساهمة مياه الصرف الصحي في مقاومة مضادات الميكروبات.
ويحقق مختبر هونغ الآن في كيفية تفاعل مختلف الضغوطات للتأثير على معدلات امتصاص ودمج الحمض النووي خارج الخلية في البكتيريا.
