Επιστήμονες ανακάλυψαν βακτήριο που «τρέφεται» με νοσοκομειακά απόβλητα

Η πλαστική ρύπανση έχει αναδειχθεί σε μία από τις πιο σοβαρές περιβαλλοντικές προκλήσεις του αιώνα μας, ωστόσο μικροσκοπικοί οργανισμοί της φύσης φαίνεται πως μπορούν να προσφέρουν μια απροσδόκητη λύση σε αυτό το πρόβλημα. Τα τελευταία χρόνια, μικροβιολόγοι έχουν εντοπίσει βακτήρια που μπορούν να διασπούν διάφορα είδη πλαστικού, προσφέροντας μια ελπίδα για μια πιο βιώσιμη διαχείριση των απορριμμάτων. Στο μέλλον, αυτά τα μικρόβια ενδέχεται να συμβάλουν στη μείωση των τεράστιων ποσοτήτων πλαστικών αποβλήτων που καταλήγουν σε χωματερές και ωκεανούς.

Παρόλα αυτά, δεν αποτελούν πάντα την ιδανική λύση καθώς σε λάθος περιβάλλον μπορεί να προκαλέσουν σοβαρά προβλήματα. Τα πλαστικά χρησιμοποιούνται ευρέως στα νοσοκομεία: σε ράμματα, σε επιθέματα τραυμάτων και ιατρικά εμφυτεύματα. Μπορεί, λοιπόν, τα βακτήρια που εντοπίζονται σε νοσοκομειακά περιβάλλοντα να διασπούν και να «τρώνε» το πλαστικό;

Για να διερευνήσουν αυτή την πιθανότητα, ο Ρόναν ΜακΚάρθι, καθηγητής Βιοϊατρικών Επιστημών και ο Ρούμπεν ντε Ντίος, μεταδιδακτορικός ερευνητής Βιοτεχνολογίας στο Πανεπιστήμιο Brunel του Λονδίνου, μελέτησαν το γονιδίωμα γνωστών παθογόνων μικροβίων που κυκλοφορούν στα νοσοκομεία, αναζητώντας ένζυμα διάσπασης πλαστικού που έχουν ανιχνευθεί και σε βακτήρια που ζουν στο περιβάλλον. Η ανάλυση έδειξε ότι ορισμένα νοσοκομειακά βακτήρια, όπως το Pseudomonas aeruginosa, πιθανώς έχουν αυτή την ικανότητα.

Το συγκεκριμένο βακτήριο ευθύνεται για περίπου 559.000 θανάτους παγκοσμίως κάθε χρόνο, με πολλές από τις λοιμώξεις να εκδηλώνονται εντός νοσοκομειακών χώρων. Οι ασθενείς που είναι διασωληνωμένοι ή έχουν ανοικτές πληγές, καθώς και εκείνοι με καθετήρα, διατρέχουν ιδιαίτερα αυξημένο κίνδυνο.

Σε εργαστηριακά πειράματα, η ομάδα επικεντρώθηκε σε ένα συγκεκριμένο στέλεχος του βακτηρίου που φέρει ένα γονίδιο υπεύθυνο για την παραγωγή ενζύμου διάσπασης πλαστικού, το οποίο απομόνωσαν από ασθενή. Διαπιστώθηκε ότι το βακτήριο όχι μόνο διασπά το πλαστικό, αλλά το χρησιμοποιεί και ως πηγή τροφής για την ανάπτυξή του. Το ένζυμο ονομάστηκε Pap1.

Βιομεμβράνες και αυξημένη παθογονικότητα

Ο Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας έχει ταξινομήσει το P. aeruginosa ως παθογόνο υψηλής προτεραιότητας. Το εν λόγω βακτήριο δημιουργεί σκληρές βιομεμβράνες – «ασπίδες» που το προστατεύουν από το ανοσοποιητικό σύστημα και τα αντιβιοτικά, καθιστώντας το ανθεκτικό στις θεραπείες.

Η ομάδα έχει δείξει στο παρελθόν ότι όταν βακτήρια που ζουν στο περιβάλλον σχηματίζουν βιομεμβράνες, διασπούν το πλαστικό γρηγορότερα. Γι’ αυτό και θέλησε να δει αν η ικανότητα διάσπασης πλαστικού ενισχύει την παθογένεια του P. Aeruginosa.

Η απάντηση ήταν καταφατική. Το ένζυμο Pap1 έκανε το βακτήριο πιο επικίνδυνο και το βοήθησε να δημιουργεί μεγαλύτερες βιομεμβράνες. Όταν η ομάδα ανέλυσε τη σύνθεση αυτών των βιομεμβρανών, διαπίστωσε ότι το βακτήριο ενσωμάτωνε τα προϊόντα διάσπασης του πλαστικού στο προστατευτικό του «στρώμα», χρησιμοποιώντας ουσιαστικά το πλαστικό ως τσιμέντο για να ενισχύσει την κοινότητα των βακτηρίων.

Προβληματισμοί για το μέλλον των ιατρικών πλαστικών

Τα παθογόνα όπως το P. aeruginosa μπορούν να επιβιώνουν για μεγάλο διάστημα σε νοσοκομεία, όπου το πλαστικό είναι πανταχού παρόν. Μήπως αυτό οφείλεται εν μέρει στην ικανότητά τους να τρέφονται με πλαστικό; Οι ερευνητές εκτιμούν ότι αυτό είναι ένα πολύ πιθανό ενδεχόμενο.

Η μελέτη δείχνει επίσης ότι ένα παθογόνο που μπορεί να διασπά αυτά τα υλικά μπορεί να προκαλέσει σοβαρά προβλήματα – να οδηγήσει σε αποτυχία της θεραπείας ή να επιδεινώσει την κατάσταση του ασθενούς. Ωστόσο, επιστήμονες αναπτύσσουν ήδη λύσεις, όπως η προσθήκη αντιμικροβιακών ουσιών στα νοσοκομειακά πλαστικά για να αποτρέψουν τα μικρόβια από το να τα καταναλώσουν. Πλέον, όμως, θα πρέπει να λαμβάνουμε σοβαρά υπόψη αυτή τη νέα απειλή κατά την επιλογή υλικών για ιατρική χρήση, καταλήγουν οι ερευνητές.

ΠΗΓΗ: Science Alert