L'inquinamento farmaceutico può rendere le comunità microbiche acquatiche resistenti alle droghe

In flussi urbani, l'inquinamento farmaceutico persistente può indurre le comunità microbiche acquatiche a diventare resistenti alle droghe. Così riferisce un nuovo studio pubblicato oggi nel giornale Ecosphere.

Emma Rosi, un ecologo acquatico all'istituto di Cary dell'ecosistema studia e l'autore principale sullo studio spiega, “impianti di trattamento delle acque reflue non è fornito per eliminare molti composti farmaceutici. Eravamo interessati in come i microrganismi del flusso - che prestano i servizi chiave di ecosistema come l'eliminazione delle sostanze nutrienti e la suddivisione della lettiera della foglia - rispondono ad inquinamento farmaceutico.„

I ricercatori hanno valutato la presenza di prodotti farmaceutici - compreso gli antidolorifici, gli stimolanti, gli antistaminici e gli antibiotici - in quattro flussi a Baltimora, Maryland. Poi hanno misurato la risposta microbica all'esposizione della droga. I siti di studio sono stati selezionati per rappresentare un gradiente dello sviluppo, da suburbano ad urbano.

I microrganismi come i batteri e le alghe si sviluppano nei raduni complessi chiamati biofilms - i rivestimenti viscosi trovati sulle rocce in letti di fiume. Queste tassonomicamente diverse comunità sono essenziali a mantenere la salubrità d'acqua dolce. Determinano il riciclaggio nutriente, ripartono gli agenti inquinanti e formano la base della catena alimentare del flusso.

Le note di Rosi, “tipi differenti di microbi possono resistere ai tipi ed alle concentrazioni differenti di prodotti chimici sintetici. Quando esponiamo i flussi ad inquinamento farmaceutico, stiamo alterando involontario le loro comunità microbiche. Eppure piccolo è conosciuto circa cui questo mezzi per qualità ecologica dell'acqua e di funzione.„

I flussi analizzati fa parte dello studio di ecosistema di Baltimora ed hanno differenze ben documentate nella contaminazione degli elementi nutritivi e delle acque luride. Su un periodo di due settimane, i tastatori passivi sono stati spiegati nei flussi per catturare un'istantanea della presenza e dell'abbondanza di sei droghe. Questi inclusi: caffeina ed anfetamina (stimolanti), acetaminofene e morfina (antidolorifici), sulfamethoxazole (antibiotico) e difenidramina (antistaminico).

I risultati erano chiari: i flussi urbani hanno avuti inquinamento più farmaceutico. Confrontato alle loro controparti suburbane, hanno avuti sia un maggior numero delle droghe presenti che più alte concentrazioni nella droga.

Sopra la stessa portata di due settimane, il gruppo ha eseguito una prova che esplora come le comunità microbiche in ciascuno dei quattro flussi hanno risposto all'esposizione a caffeina, a cimetidina, a ciprofloxacina ed a difenidramina. Gli agenti inquinanti sono stati provati separatamente, con un fuoco su cui le specie microbiche potrebbero sopravvivere a in presenza delle droghe e quanto efficacemente essi potrebbe funzionare.

Il co-author John J. Kelly dell'università Chicago di Loyola spiega, “flusso che le comunità microbiche sono sensibili ai prodotti farmaceutici, che possono sopprimere sia la respirazione che la produzione primaria. Abbiamo usato la respirazione come proxy per valutare la capacità dei microbi di mantenere la funzione biologica in presenza dei prodotti farmaceutici.„

Collaudi i barattoli che contengono l'obiettivo farmaceutico e le spugne di cellulosa, che i microbi possono colonizzare prontamente, sono state collocate nei quattro flussi. Gestisca i barattoli, contenenti appena le spugne di cellulosa, sono stati collocati vicino ai barattoli della prova. I quattordici giorni più successivamente, i barattoli sono stati introdotti nel laboratorio e sono stati analizzati per determinare la presenza e l'abbondanza di specie microbiche e di loro ritmi respiratori.

La caffeina, la cimetidina e la ciprofloxacina piombo ad una riduzione della respirazione microbica attraverso tutti i siti; la difenidramina ha avuta un effetto marginale. La ciprofloxacina antibiotica ha avuta un effetto negativo sui ritmi respiratori, ma soltanto in flussi suburbani. In flussi urbani, la respirazione microbica era la stessa nei barattoli di controllo e droga esposta della prova.

A seguito dell'esposizione della droga, il tipo e l'abbondanza di specie microbiche erano differenti ai siti urbani e suburbani. In flussi urbani, le comunità microbiche spostate in composizione in specie e potevano meglio mantenere i ritmi respiratori. Ciò indica che questi flussi harbor i microbi resistenti che possono fiorire quando le specie non resistenti possono più non sopravvivere a.

Rosi spiega, “noi sospetta che poiché i flussi urbani hanno ricevuto i frequenti input farmaceutici sopra le scale cronologiche lunghe, le caselle dei microbi resistenti alla droga si sono sviluppate in questi flussi. Sono pronti a colonizzare i substrati, anche quando le droghe sono presenti. Una volta affrontati all'esposizione farmaceutica, questi microbi resistenti possono mantenere la funzione ecologica, anche quando altre specie si sono eliminate.„

Mentre le comunità microbiche possono adattarsi e prosperare in presenza degli input farmaceutici persistenti, non tutti i microbi sono uguali in termini di loro impatto su qualità e su sanità dell'acqua. Per esempio, le specie batteriche del genere dell'Aeromonas, trovate nel flusso urbanizzato, sono associate molto attentamente con la malattia umana e la malattia gastrointestinale.

Kelly conclude, “efficacemente gestendo i nostri freshwaters richiede una comprensione di come gli agenti inquinanti, compreso i prodotti farmaceutici, urtano le comunità microbiche. I nostri risultati indicano che i biofilms possono essere sorprendente resilienti. I più vasti impatti ecologici dei cambiamenti in composizione in specie microbica come pure gli effetti di funzionamento microbico soppresso nei flussi più rurali, rimangono domande importanti da esplorare.„

Sorgente: http://www.caryinstitute.org/newsroom/urban-streams-pharmaceutical-pollution-driving-microbial-resistance-1