Descobriu-se que os produtos do tratamento de águas residuais contêm vestígios de DNA resistente a antibióticos. Esses produtos são frequentemente reintroduzidos no meio ambiente e no abastecimento de água, potencialmente resultando na disseminação da resistência aos antibióticos. Como tal, pesquisadores da Escola de Engenharia Viterbi da Universidade do Sul da Califórnia têm estudado o desenvolvimento desses genes potencialmente nocivos e perigosos nos processos de tratamento de águas residuais. Suas descobertas, publicado em Ciência e Tecnologia Ambiental , indicam que mesmo baixas concentrações de apenas um único tipo de antibiótico leva à resistência a várias classes de antibióticos.

"Estamos chegando rapidamente a um lugar assustador que é chamado de" mundo pós-antibiótico, "onde não podemos mais lutar contra infecções com antibióticos porque os micróbios se adaptaram para serem resilientes contra esses antibióticos, "disse Adam Smith, professor assistente de engenharia civil e ambiental da USC e investigador principal do estudo. "Infelizmente, sistemas de tratamento de água projetados acabam sendo uma espécie de leito quente para resistência aos antibióticos. "

A maioria dos antibióticos que consumimos é metabolizada em nossos corpos. Contudo, pequenas quantidades passam por nós em nossos resíduos, que são então transportados para estações de tratamento de águas residuais. Nessas fábricas, uma das formas comuns em que as águas residuais são tratadas é com um biorreator de membrana, que usa um sistema de filtração e um processo biológico onde bactérias microscópicas consomem produtos residuais.

Ao consumir o lixo orgânico, a bactéria encontra os antibióticos e expressa genes de resistência que reduzem a eficácia desses medicamentos. Esses genes de resistência podem então ser transmitidos de uma célula-filha para outra e entre as células vizinhas por meio de um processo conhecido como transferência horizontal de genes.

Enquanto a bactéria come, reproduz e cresce, um excesso é acumulado denominado biomassa. Uma típica estação de tratamento de águas residuais produz toneladas de biomassa todos os dias. Uma vez tratado, ele é descartado em aterros sanitários ou usado como fertilizante para as plantações de alimentos para a agricultura e pecuária.

Em um cenário ainda mais terrível, pequenas quantidades de bactérias resistentes a antibióticos e DNA flutuante passam pela membrana de filtração e saem do outro lado da estação de tratamento no que é chamado de efluente, ou o fluxo de água que sai da instalação. Em Los Angeles, parte disso será despejado no rio L.A. e no oceano Pacífico, enquanto o resto é reciclado para irrigação, lava-carros, combate a incêndios, ou para reabastecer as águas subterrâneas fornecidas, uma fonte comum de água potável.

O time, também incluindo Ali Zarei-Baygi, o primeiro autor do estudo e Ph.D. estudante da USC, Moustapha Harb, bolsista de pós-doutorado na USC, Philip Wang, Ph.D. estudante da USC, e Lauren Stadler, professor assistente na Rice University, acreditam que a quantidade de organismos resistentes a antibióticos formados nas estações de tratamento poderia ser reduzida por meio de alterações nos processos de tratamento. Por exemplo, ao empregar oxigênio livre, ou anaeróbico, processos em vez de processos aeróbicos, e usando filtração por membrana.

De acordo, para o estudo deles, eles usaram um biorreator de membrana anaeróbica em pequena escala e compararam os perfis de resistência aos antibióticos resultantes na biomassa e no efluente entre si e às concentrações e tipos de antibióticos que eles introduziram no sistema.

Eles descobriram duas descobertas principais:a resistência na biomassa e no efluente são diferentes e, portanto, uma não pode ser usada para prever a outra; e as correlações que encontraram entre o antibiótico adicionado e os genes de resistência nem sempre foram claras. Na verdade, seus resultados indicaram resistência a múltiplas drogas em que as bactérias tinham genes que permitiam resistência a várias classes de antibióticos.

"A multirresistência a medicamentos parece ser o impacto mais alarmante disso, "Disse Smith." Independentemente dos antibióticos influentes, seja apenas uma ou concentrações muito baixas, provavelmente há muita resistência a múltiplos medicamentos se espalhando. "

Eles acreditam que isso se deve à presença de elementos genéticos chamados plasmídeos. Um plasmídeo pode carregar genes de resistência para vários tipos diferentes de antibióticos, resultando em correlações positivas entre um tipo de antibiótico e o gene de resistência de outro. Isso não só complica ainda mais as coisas, mas pode ser extremamente perigoso. Por causa de seu tamanho extremamente pequeno - 1, 000 vezes menor que as bactérias - os plasmídeos flutuantes podem facilmente passar pelo sistema de filtração no processo de tratamento e sair da planta no efluente.

A equipe agora está examinando mais de perto a composição do efluente e planeja aplicar o que aprenderam a outros fluxos de resíduos, como dejetos animais, por meio de parceria com o USDA.