Nanokunststofdeeltjes maken biolagen van resistente bacteriën dikker en linker (afb: Pingfeng Yu et al./Water Research)

Kleine kunststofdeeltjes zijn overal en zouden ook de gezondheid van mens en dier (en wellicht ook planten) beïnvloeden. Nu blijkt dat die nanokunststofdeeltjes ‘helpt’ resistente ziekteverwekkende bacteriën te overleven in, onder meer, biolagen. Dat zou voor problemen kunnen zorgen in, onder meer, drinkwatersystemen.
“Het is erg belangrijk om de nadelige effecten van nanokunststofdeeltjes op de menselijke gezondheid beter te begrijpen, niet alleen op de mens zelf, maar ook op het milieu, dat indirect de menselijke gezondheid beïnvloedt”, zegt Jingqiu Liao, universitair docent civiele en milieutechniek bij Virginia Tech. “Nanokunststofdeeltjes kunnen ervoor zorgen dat antimicrobiële resistente pathogenen (ziekteverwekkers; as) beter overleven, wat schadelijk kan zijn voor het milieu en gevolgen kan hebben voor de volksgezondheid.”
“Wanneer die nanodeeltjes wisselwerken met de biofilm en de bacteriën daarin, kunnen ze de biolaag versterken en resistenter maken tegen alle maatregelen die bedoeld zijn om het water schoon te houden”, voegt ze er aan toe.
Als je het over nanodeeltjes hebt gaat het over deeltjes die kleiner zijn dan 1000 nanometer (1 nm=10^-9m), die te klein zijn om met het blote oog te zien. De onderzoeksters bestudeerden de effecten van die kunststofdeeltjes op de biofilmvorming in drinkwatersystemen.

Die biolagen bestaan uit gemeenschappen van verschillende bacteriën die zich hechten aan oppervlakken, zoals waterleidingen en een beschermende laag vormen die ze beschermt tegen omgevingsinvloeden. Op sommige locaties kunnen biofilms nuttig zijn, omdat ze potentieel schadelijke elementen verwijderen, maar in drinkwaterdistributiesystemen kunnen ze gevaarlijk zijn voor de mens.
Dat ligt aan het ziekteverwekkende karakter van bepaalde bacteriën in biofilms en in het feit dat bacteriën ook gastheer zijn voor bacteriofagen (virussen die bacteriën ‘vreten’). Hoe deze potentieel problematische micro-organismen interageren met de kunststofdeeltjes was tot nu toe grotendeels onbekend. Liao: “Het belangrijkste waarin we geïnteresseerd waren, was hoe de bacteriën en de bacteriofagen met elkaar wisselwerken tijdens het proces waarbij de deeltjes de biofilm als geheel beïnvloeden.”

Dikker

De onderzoeksters ontdekten dat wanneer de biofilm, bestaande uit Escherichia coli– en Pseudomonas aeruginosa-bacteriën, werd blootgesteld aan de nanodeeltjes, verschillende reacties van de bacteriën worden geactiveerd. Zo ‘communceren’ verschillende bacteriën met elkaar en scheiden stoffen af ​​die de biolaag dikker, zwaarder en beter beschermend maken.
Profagen (fagen die hun eigen genoom (DNA) invoegen in het genoom van de bacterie) worden geactiveerd, waardoor de bacteriële cellen waarin ze leven worden vernietigd en er veel nieuwe virusdeeltjes ontstaan. Bacteriën bestrijden de profagen met behulp van het inmiddels welbekende CRISPR-systeem.

De onderzoeksters zagen dat de toegenomen mechanische sterkte van de biofilm en de resistentie ervan tegen desinfectiemiddelen een potentiële uitdaging vormen voor waterzuiverings- en waterdistributiesystemen, aangezien nanokunststofdeeltjes de vorming van moeilijk te verwijderen biolagen van die systemen kunnen bevorderen. Volgens Lao zou er meer onderzoek nodig zijn. Of grotere deeltjes (in de orde van mikrometers) dezelfde gevolgen voor gezondheid en milieu hebben kon ze niet zeggen. Kortom: er is meer onderzoek nodig.

Bron: phys.org