Zanieczyszczenie plastikiem i wirusy: niedoceniany mechanizm transferu genów oporności

Zanieczyszczenie plastikiem to nie tylko problem estetyczny krajobrazów i oceanów. Zgodnie z nowym artykułem perspektywicznym opublikowanym w czasopiśmie Biocontaminant, wirusy bytujące na powierzchniach tworzyw sztucznych mogą odgrywać niedostrzeganą dotąd, lecz istotną rolę w rozprzestrzenianiu się oporności na antybiotyki, co rodzi poważne konsekwencje dla zdrowia środowiskowego i publicznego na całym świecie.

Gdy tworzywa sztuczne trafiają do środowiska naturalnego, bardzo szybko pokrywają się mikrobiologicznymi biofilmami, określanymi mianem plastisfery. Te społeczności mikroorganizmów związanych z plastikiem są już dziś uznawane za istotne rezerwuary genów oporności na antybiotyki. Nowa analiza wskazuje jednak, że wirusy – najliczniejsze byty biologiczne na Ziemi – mogą być kluczowymi pośrednikami w przenoszeniu tych genów pomiędzy mikroorganizmami.

„Większość dotychczasowych badań koncentrowała się na bakteriach w plastisferze, jednak wirusy są wszechobecne w tych społecznościach i pozostają w ścisłych interakcjach ze swoimi gospodarzami” – podkreśla autor korespondencyjny Dong Zhu z Chinese Academy of Sciences. „Nasze wyniki sugerują, że wirusy plastisfery mogą działać jako ukryci napędcy rozprzestrzeniania się oporności na antybiotyki”.

Wirusy są zdolne do transferu materiału genetycznego pomiędzy bakteriami poprzez horyzontalny transfer genów. W biofilmach plastisfery, gdzie mikroorganizmy występują w dużym zagęszczeniu, wirusy mogą z większą łatwością przenosić geny oporności pomiędzy różnymi gatunkami, w tym również do potencjalnych patogenów. Część wirusów przenosi także pomocnicze geny metaboliczne, które zwiększają przeżywalność bakterii w warunkach stresowych, takich jak ekspozycja na antybiotyki czy zanieczyszczenia chemiczne, pośrednio sprzyjając selekcji szczepów opornych.

Autorzy zwracają uwagę, że zachowanie wirusów różni się w zależności od środowiska. W wodnych plastisferach wirusy częściej przyjmują strategie życiowe sprzyjające transferowi genów, co potencjalnie zwiększa ryzyko narastania oporności. W glebach natomiast wirusy mogą ograniczać populacje bakterii opornych poprzez lizę swoich gospodarzy. Te odmienne role podkreślają konieczność uwzględniania kontekstu środowiskowego w ocenie zagrożeń wynikających z zanieczyszczenia plastikiem.

„Ta perspektywa pokazuje, że oporność na antybiotyki związana z plastikiem nie może być w pełni zrozumiana bez uwzględnienia ekologii wirusów” – zaznacza pierwszy autor Xue Peng Chen. „Włączenie wirusów do podejścia One Health pozwoli lepiej ocenić długoterminowe konsekwencje zanieczyszczenia plastikiem”.

Autorzy apelują o prowadzenie przyszłych badań, które bezpośrednio zmierzą skalę wymiany genów pomiędzy wirusami a bakteriami na powierzchniach tworzyw sztucznych oraz o udoskonalenie metod wykrywania genów oporności kodowanych przez wirusy. Takie dane mogą mieć kluczowe znaczenie dla monitoringu środowiskowego oraz strategii zarządzania odpadami plastikowymi, ukierunkowanych na ograniczenie ryzyka narastania oporności na antybiotyki.

Źródło: Biocontaminant, Plastisphere viruses: hidden drivers of antibiotic resistance dissemination
DOI: https://doi.org/10.48130/biocontam-0025-0020