Zanieczyszczenie plastikiem od lat uznawane jest za jedno z największych wyzwań środowiskowych XXI wieku. Coraz więcej danych wskazuje jednak, że jego konsekwencje wykraczają daleko poza degradację ekosystemów i estetykę krajobrazu. Najnowsze badania sugerują, że odpady plastikowe mogą stać się nieoczywistym, lecz istotnym czynnikiem sprzyjającym narastaniu oporności na antybiotyki – jednego z najpoważniejszych zagrożeń dla zdrowia publicznego na świecie.
Z tego artykułu dowiesz się…
- Dlaczego odpady plastikowe mogą sprzyjać rozprzestrzenianiu się oporności na antybiotyki i jaką rolę odgrywają w tym wirusy bytujące na ich powierzchni.
- Czym jest plastisfera oraz dlaczego stanowi środowisko szczególnie sprzyjające wymianie genów oporności między mikroorganizmami.
- Jak wirusy przenoszą geny oporności na antybiotyki poprzez poziomy transfer genów i dlaczego biofilmy zwiększają to ryzyko.
- Dlaczego kontekst środowiskowy (woda vs. gleba) ma kluczowe znaczenie dla oceny zagrożeń związanych z plastikiem i zdrowiem publicznym.
Plastisfera – mikrobiologiczne życie na plastiku
Gdy tworzywa sztuczne trafiają do środowiska naturalnego, niemal natychmiast ulegają kolonizacji przez mikroorganizmy. Na ich powierzchni powstają złożone biofilmy bakteryjne określane mianem plastisfery. Już wcześniej wykazano, że plastisfera jest rezerwuarem genów oporności na antybiotyki i sprzyja przetrwaniu drobnoustrojów w trudnych warunkach środowiskowych.
Nowe badanie opublikowane w czasopiśmie Biocontaminant poszerza tę perspektywę, zwracając uwagę na rolę wirusów, które do tej pory były w tym kontekście niedostatecznie analizowane.
Wirusy – niedoceniani uczestnicy plastisfery
Wirusy są najliczniej występującymi bytami biologicznymi na Ziemi i stanowią integralną część społeczności mikroorganizmów. W plastisferze współistnieją one z bakteriami, wchodząc z nimi w intensywne interakcje. Jak podkreśla autor korespondencyjny badania, Dong Zhu z Chińska Akademia Nauk:
Większość badań koncentrowała się na bakteriach żyjących w plastisferze, ale wirusy są wszędzie w tych społecznościach i ściśle oddziałują ze swoimi gospodarzami.
W innym fragmencie dodaje:
Nasze badania wskazują, że wirusy plastisferyczne mogą działać jako ukryte czynniki sprzyjające rozprzestrzenianiu się oporności na antybiotyki.
Poziomy transfer genów – mechanizm wysokiego ryzyka
Kluczowym procesem łączącym wirusy z opornością na antybiotyki jest poziomy transfer genów. Wirusy, zwłaszcza bakteriofagi, mogą przenosić fragmenty materiału genetycznego pomiędzy bakteriami – także pomiędzy różnymi gatunkami.
W warunkach plastisfery, gdzie mikroorganizmy są gęsto upakowane w biofilmach, efektywność tego transferu może być szczególnie wysoka. Oznacza to, że geny oporności mogą szybciej trafiać do bakterii potencjalnie chorobotwórczych, zwiększając ryzyko dla ludzi i zwierząt.
Dodatkowo niektóre wirusy niosą tzw. pomocnicze geny metaboliczne, które poprawiają zdolność bakterii do przetrwania w warunkach stresowych – na przykład w obecności antybiotyków lub zanieczyszczeń chemicznych. Pośrednio sprzyja to selekcji szczepów opornych.
Rola środowiska: woda i gleba to różne scenariusze
Autorzy badania podkreślają, że zachowanie wirusów w plastisferze jest silnie zależne od środowiska. W ekosystemach wodnych wirusy częściej przyjmują strategie życiowe sprzyjające transferowi genów, co może zwiększać ryzyko rozwoju i rozprzestrzeniania oporności na antybiotyki.
Z kolei w środowisku glebowym obserwuje się odmienny mechanizm – wirusy mogą ograniczać liczebność bakterii opornych, niszcząc ich żywicieli. Ta dwoistość ról pokazuje, że ocena ryzyka związanego z plastikiem musi uwzględniać kontekst ekologiczny, a nie opierać się na jednym uniwersalnym modelu. Jak zaznacza główny autor pracy, Xue Peng Chen:
Ta perspektywa podkreśla, że oporność na antybiotyki związana z tworzywami sztucznymi nie może być w pełni zrozumiana bez uwzględnienia ekologii wirusów.
One Health i plastik jako czynnik ryzyka
Badacze wskazują, że włączenie wirusów do analiz prowadzonych w ramach podejścia One Health jest niezbędne do rzetelnej oceny długoterminowych skutków zanieczyszczenia plastikiem. Oporność na antybiotyki nie jest bowiem problemem wyłącznie medycznym, lecz złożonym zjawiskiem na styku zdrowia ludzi, zwierząt i środowiska.
Plastik, jako trwały i wszechobecny nośnik mikroorganizmów, może pełnić rolę platformy wymiany genów oporności w skali globalnej.
Kierunki dalszych badań i implikacje praktyczne
Autorzy artykułu postulują konieczność:
- bezpośredniego pomiaru wymiany genów pomiędzy wirusami a bakteriami na powierzchniach plastikowych,
- udoskonalenia metod wykrywania genów oporności kodowanych przez wirusy,
- uwzględnienia plastisfery w systemach monitoringu środowiskowego.
Takie działania mogą w przyszłości przyczynić się do opracowania skuteczniejszych strategii gospodarowania odpadami plastikowymi oraz ograniczenia ryzyka narastania oporności na antybiotyki.
Główne wnioski
- Odpady plastikowe tworzą plastisferę, czyli biofilmy mikroorganizmów będące znanym rezerwuarem genów oporności na antybiotyki.
- Wirusy plastisferyczne mogą przyspieszać poziomy transfer genów oporności między bakteriami, także do potencjalnych patogenów, zwiększając ryzyko zdrowotne.
- Rola wirusów zależy od środowiska – w ekosystemach wodnych sprzyjają transferowi genów, natomiast w glebie mogą ograniczać populacje bakterii opornych.
- Uwzględnienie wirusów w podejściu One Health jest niezbędne do pełnej oceny długoterminowych skutków zanieczyszczenia plastikiem dla zdrowia ludzi i środowiska.
Źródło:
- Shenyang Agricultural University
- https://www.maxapress.com/article/id/693a226bfa6c583bcbe8cb57
