Nanoplastiki mogą oddziaływać z Salmonella, wpływając na bezpieczeństwo żywności – wyniki nowych badań

Tworzywa sztuczne są wszechobecne w łańcuchu dostaw żywności, uwalniając mikroplastiki do niemal każdego elementu ludzkiego ekosystemu. W miarę degradacji mikroplastiki rozpadają się na jeszcze mniejsze fragmenty – nanoplastiki, czyli cząstki o rozmiarach nanometrycznych, które mogą oddziaływać z cząsteczkami biologicznymi w sposób wciąż niedostatecznie poznany. W nowym badaniu naukowcy z University of Illinois Urbana-Champaign przeanalizowali, co dzieje się, gdy nanoplastiki wchodzą w interakcję z bakteriami Salmonella, potencjalnie wpływając na bezpieczeństwo żywności i zdrowie ludzi.

Salmonella enterica jest jednym z najważniejszych patogenów przenoszonych drogą pokarmową. Często występuje w mięsie, drobiu oraz produktach gotowych do spożycia. Zespół badawczy kierowany przez Pratika Banerjee, profesora nadzwyczajnego w Department of Food Science and Human Nutrition w College of Agricultural, Consumer and Environmental Sciences (U of I), analizował próbki mielonego indyka dostępnego w sklepach detalicznych w ramach badań nad bezpieczeństwem żywności. Jak podkreśla autor, próbki te często dawały wynik dodatni w kierunku Salmonella. Prawidłowa obróbka termiczna eliminuje zagrożenie, jednak mięso mielone jest zazwyczaj pakowane w tworzywa sztuczne, co skłoniło badaczy do zbadania reakcji bakterii na kontakt z polimerami plastikowymi.

Wcześniejsze prace zespołu dotyczyły interakcji nanoplastików z Escherichia coli O157:H7 – szczepem odpowiedzialnym za ciężkie ogniska zapaleń żołądkowo-jelitowych. W obecnym badaniu skupiono się na Salmonella enterica oraz polistyrenie, powszechnie stosowanym materiale wykorzystywanym do produkcji opakowań żywności i jednorazowych naczyń.

Zmiany fizjologiczne i wzrost ekspresji genów wirulencji

Analiza fizjologii Salmonella w odpowiedzi na ekspozycję na nanoplastiki wykazała zwiększoną ekspresję genów związanych z wirulencją. Bakterie tworzyły również grubsze biofilmy, co sugeruje nasilenie potencjału patogennego. Główną autorką pracy jest Jayita De, doktorantka w laboratorium Banerjee.

Biofilm stanowi zorganizowaną strukturę drobnoustrojów tworzących ochronną warstwę, która zwiększa przeżywalność bakterii patogennych w warunkach stresu fizjologicznego. W praktyce biofilmy można obserwować jako śliską warstwę na powierzchniach kuchennych, np. w zlewie lub na desce do krojenia po kontakcie z surowym mięsem.

Dynamika odpowiedzi: przejście między trybem „ofensywnym” i „defensywnym”

Interesującym obserwowanym zjawiskiem była zmienność odpowiedzi bakterii w czasie. Początkowa ekspozycja na nanoplastiki indukowała wzrost wirulencji – bakterie wchodziły w „tryb ofensywny”. Jednak przy dłuższym kontakcie odpowiedź stresowa ulegała osłabieniu. W miarę wyczerpywania zasobów energetycznych bakterie przechodziły w „tryb defensywny”, umożliwiający im długotrwałe przetrwanie w środowisku. W przypadku wzrostu stężenia nanoplastików możliwy był ponowny powrót do fenotypu bardziej agresywnego. Autorzy określają to jako swoisty kompromis między mechanizmami ofensywnymi i obronnymi.

Ogólny wniosek z badania wskazuje, że interakcja z nanoplastikami indukuje zmiany behawioralne i molekularne w Salmonella enterica. Konieczne są jednak dalsze analizy w celu jednoznacznego określenia kierunku i znaczenia klinicznego tych zmian.

Potencjalny wpływ na oporność na antybiotyki

Szczególne obawy budzi możliwość wpływu nanoplastików na rozwój oporności na antybiotyki. Każdy czynnik wywołujący stres fizjologiczny u bakterii może aktywować mechanizmy sprzyjające powstawaniu oporności przeciwdrobnoustrojowej. Choć nanoplastiki nie są substancjami o działaniu antybakteryjnym, sama ekspozycja może indukować zjawisko oporności krzyżowej, prowadząc do sytuacji, w której wcześniej wrażliwe szczepy stają się oporne na określone antybiotyki.

Wstępne wyniki trwających badań sugerują, że nanoplastiki polistyrenowe mogą zwiększać ekspresję genów związanych z opornością przeciwdrobnoustrojową w Salmonella.

Kontekst praktyczny i implikacje dla polityki bezpieczeństwa żywności

Autorzy podkreślają, że celem badań nie jest alarmowanie konsumentów ani postulowanie rezygnacji z tworzyw sztucznych. Opakowania plastikowe pełnią istotną funkcję w ograniczaniu psucia się żywności, redukcji strat oraz utrzymaniu kosztów na akceptowalnym poziomie. Na obecnym etapie wiedzy nie można jednoznacznie stwierdzić, czy obserwowane zjawiska stanowią realne zagrożenie zdrowotne.

Zespół Banerjee należy do pierwszych, którzy analizują interakcje między patogenami przenoszonymi drogą pokarmową a cząstkami plastiku z perspektywy bezpieczeństwa żywności. Autorzy podkreślają konieczność dalszych badań nad konsekwencjami biologicznymi, progami tolerancji oraz rzeczywistym ryzykiem populacyjnym przed formułowaniem zaleceń regulacyjnych.

Źródło: Journal of Hazardous Materials, Polystyrene nanoplastics and pathogen plasticity: Toxic threat or tolerated stressor in Salmonella enterica?
DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.jhazmat.2026.141264