Ερευνητές του Virginia Tech, σε συνεργασία με διεθνή ομάδα επιστημόνων, δημοσίευσαν στο επιστημονικό περιοδικό Water Research ευρήματα που δείχνουν ότι τα νανοπλαστικά στο νερό μπορεί να κάνουν επικίνδυνα βακτήρια πιο ανθεκτικά. Επικεφαλής της μελέτης ήταν η Jingqiu Liao, επίκουρη καθηγήτρια Πολιτικής και Περιβαλλοντικής Μηχανικής στο Virginia Tech.
Τα νανοπλαστικά είναι σωματίδια πλαστικού μεγέθους μεταξύ 1 και 1.000 νανομέτρων — τόσο μικρά που δεν είναι ορατά με γυμνό μάτι. Προκύπτουν από τη σταδιακή διάσπαση μεγαλύτερων πλαστικών στο περιβάλλον, καθώς το πλαστικό δεν βιοαποδομείται πλήρως.
Η ομάδα εξέτασε βιοφίλμ που σχηματίζονται από τα βακτήρια E. coli και Pseudomonas aeruginosa — μικροοργανισμούς που μπορούν να βρίσκονται σε συστήματα ύδρευσης. Το βιοφίλμ είναι ένα λεπτό, «βλεννώδες» στρώμα μικροοργανισμών που αναπτύσσεται σε επιφάνειες όπως τα εσωτερικά τοιχώματα σωληνώσεων και δεξαμενών νερού. Όταν αυτά τα βιοφίλμ ήρθαν σε επαφή με νανοπλαστικά, οι ερευνητές παρατήρησαν τρεις κύριες αντιδράσεις:
- Τα βακτήρια «επικοινωνούν» μεταξύ τους και εκκρίνουν ουσίες που κάνουν το βιοφίλμ πιο πυκνό, πιο βαρύ και πιο προστατευτικό.
- Ενεργοποιούνται «προφάγοι» — ιοί (βακτηριοφάγοι) ενσωματωμένοι στο DNA των βακτηρίων — οι οποίοι καταστρέφουν τα κύτταρα-ξενιστές τους και δημιουργούν νέα σωματίδια ιών.
- Τα βακτήρια αμύνονται ενεργοποιώντας μηχανισμούς άμυνας τύπου CRISPR για να στοχεύσουν αυτούς τους ιούς.
Το αποτέλεσμα, σύμφωνα με τη Liao, είναι ότι «όταν τα νανοπλαστικά αλληλεπιδρούν με το βιοφίλμ και τα βακτήρια μέσα σε αυτό, μπορούν να το ενισχύσουν και να το κάνουν πιο ανθεκτικό σε οποιοδήποτε μέτρο αποσκοπεί στον καθαρισμό του νερού». Οι ίδιοι οι ερευνητές σημειώνουν ότι η αυξημένη μηχανική αντοχή του βιοφίλμ και η ανθεκτικότητά του στα απολυμαντικά αποτελούν πρόκληση για τα συστήματα επεξεργασίας και διανομής νερού.
Η σημασία του ευρήματος έγκειται στο ότι τα βιοφίλμ μπορούν να φιλοξενήσουν παθογόνα βακτήρια και να επιμείνουν για μεγάλο διάστημα μέσα σε υποδομές ύδρευσης, καθιστώντας δυσκολότερη την πλήρη απολύμανσή τους. Η Liao τόνισε την ανάγκη για περαιτέρω έρευνα ώστε να κατανοηθούν καλύτερα οι μοριακοί μηχανισμοί πίσω από αυτές τις αλλαγές, γνώση που θα είναι απαραίτητη για τον σχεδιασμό των συστημάτων πόσιμου νερού του μέλλοντος.