Jakie zagrożenie dla działania antybiotyków stanowią górnicze tereny zanieczyszczone metalami ciężkimi?

Abstrakt

Środowisko zanieczyszczone przez antybiotyki i metale ciężkie jako konsekwencja działalności ludzkiej jest obecnie przedmiotem
wielu zmartwień. Wiele badań udowodniło, że środowisko może stanowić swoisty zbiornik odporności bakterii na działanie antybiotyków, pozwalając im na swobodne rozprzestrzenianie się wśród różnych bakterii poprzez proces zwany poziomym transferem
genów. Wynikiem jest obecność odporności na antybiotyki nawet u mikroorganizmów patogenicznych. Metale ciężkie działają jako
ważne czynniki w tym procesie ze względu na swój potencjał wyboru bakterii, która opiera się antybiotykowi ze względu na swego
rodzaju połączenie pomiędzy genami opierającymi się antybiotykowi oraz genami opierającymi się metalom ciężkim. Zatem, wykonano eksperyment aby zbadać tolerancję na antybiotyk dla bakterii uzyskanych ze środowiska kopalni, składowiska oraz gleby z
pobliża kopalni będących zanieczyszczonymi metalami ciężkimi. Pobrano próbki z jedynej aktywnej kopalni złota w Słowacji, zlokalizowanej w Hodruša – Hámre. Obecność bakterii kultywacyjnych został udowodniony za pomocą badań kultywacji a następnie
techniki identyfikacyjnej MALDI – TOF MS (Matrix – Assisted Laser Desorption/Ionisation Time of Flight Spectrometry). Reprezentatywne izolaty bakteryjne zostały zbadane ze względu na ich tolerancję na wybrane antybiotyki (ampicylina (AMP), chloramfenikol (CHLOR), tetracyklina (TET) oraz kanamycyna (KAN) w celu zdefiniowania ich minimalnego stężenia inhibicyjnego (MIC).
Bakterie kultywacyjne z badanych środowisk były zdominowane przez Gram-ujemne proteobakterie rodzaju Pseudomonas oraz Rhizobium. Spośród więcej niż 150 izolatów, odporność na ampicylinę (MIC>100 µg/ml- 49% izolatów), kanamycynę (MIC>100
µg/ml – 18% izolatów) oraz chloramfenikol (MIC> 20 µg/ml – 16% izolatów) dominowała. Odporność na tetracyklinę (MIC>
20 µg/ml) został stwierdzony w mniej niż 1% przypadku izolatów. Ogólna liczba odporności na antybiotyki oraz multi-odporności
była alarmująco duża, biorąc pod uwagę, że środowiska przemysłowe z nieznanym stopniem wystawienia na antybiotyki była analizowana. Nasze dane wskazały, że środowisko zanieczyszczone metalami ciężkimi może wpływać na obecność i rozwój odporności na
antybiotyki. Możliwym jest, że środowisko zanieczyszczone metalami zachowuje się jak zbiornik dla bakterii odpornych na działanie
antybiotyków.