Nowe badanie naukowe dostarcza ważnych informacji na temat interakcji pomiędzy sulfametoksazolem, popularnym antybiotykiem, a miedzią, często stosowaną jako fungicyd w rolnictwie. Badanie to skupia się na wpływie tych substancji na naturalną społeczność mikrobiologiczną gleby, szczególnie w kontekście ich obecności w nawozach organicznych, takich jak obornik bydlęcy i jego pochodne.
Charakterystyka badania i jego znaczenie
Badanie przeprowadzono w warunkach mikrośrodowiskowych, gdzie gleba była wzbogacana obornikiem lub jego pochodnymi, w obecności miedzi i sulfametoksazolu. Zasadniczym celem było zrozumienie, jak te czynniki wpływają na aktywność mikrobiologiczną gleby oraz na obecność genów oporności na antybiotyki (ARG).
Badanie wykazało, że dodanie nawozów organicznych powoduje szybki wzrost aktywności mikrobiologicznej, a także wzrost genów oporności, takich jak sul1 i intI1, choć ogólnie ich liczba zmniejsza się z czasem. W przypadku gleby wzbogaconej i zanieczyszczonej, społeczność mikrobiologiczna była w stanie usunąć ponad 99% sulfametoksazolu w ciągu 36 dni, a antybiotyk nie bioakumulował się w roślinach sałaty.
Wyniki badania
Wyniki wskazują, że obecność miedzi znacząco wpływa na utrzymanie oporności w glebie, szczególnie w przypadku genów sul2. Miedź miała także negatywny wpływ na system roślina-mikrobiom, zmniejszając biomasę roślin i aktywność mikrobiologiczną w większości warunków, z wyjątkiem obecności pochodnych obornika. W przypadku dodania pochodnych obornika, aktywność mikrobiologiczna, bioróżnorodność i biomasa sałaty wzrastały, niezależnie od obecności miedzi.
Badanie wykazało, że społeczność mikrobiologiczna nie tylko sprzyjała wzrostowi roślin, ale również sałata pozytywnie wpływała na jej skład, zwiększając różnorodność bakteryjną i obecność klas (np. Alphaproteobacteria) oraz rodzajów (np. Bacillus), co wskazuje na wysoką jakość gleby.
Wpływ na geny oporności
W badaniu zaobserwowano, że dodanie obornika i jego pochodnych wprowadzało zarówno geny intI1, jak i sul1 do gleby. Jednakże, ogólnie rzecz biorąc, większą obfitość genów oporności zaobserwowano w przypadku dodatku obornika niż jego pochodnych. Gen intI1 był początkowo najliczniejszy, ale po 36 dniach praktycznie zanikł we wszystkich warunkach. Jednocześnie, ogólny spadek sul1 również został zaobserwowany, z wyjątkiem warunków, gdzie obecna była miedź.
Najwyższe wartości względne genów oporności (sul1 + sul2) wystąpiły przy współobecności miedzi i sulfametoksazolu, zarówno w glebie, jak i w ryzosferze. Porównując z kontrolą, większa względna obfitość genów oporności była obecna tam, gdzie była miedź.
Znaczenie dla praktyki klinicznej i rolniczej
Badanie to ma istotne implikacje dla praktyki klinicznej i rolniczej, podkreślając potrzebę ostrożnego zarządzania stosowaniem antybiotyków i fungicydów w rolnictwie. Wyniki sugerują, że miedź może przyczyniać się do utrzymywania się genów oporności na antybiotyki w glebie, co może mieć konsekwencje dla zdrowia publicznego. Dodatkowo, pochodne obornika mogą działać jako naturalne rozwiązanie, ograniczając negatywne skutki kontaminantów i rozprzestrzenianie się genów oporności.
Ogólnie rzecz biorąc, badanie podkreśla dynamiczny charakter oporności na antybiotyki jako zjawiska, które może nagle wzrosnąć w populacjach mikroorganizmów glebowych w odpowiedzi na praktyki rolnicze. Wskazuje również na potrzebę dalszych badań nad interakcjami między różnymi kontaminantami a mikrobiomem glebowym, aby lepiej zrozumieć i zarządzać tym złożonym problemem.
Bibliografia
Narciso Alessandra, Grenni Paola, Spataro Francesca, De Carolis Chiara, Rauseo Jasmin, Patrolecco Luisa, Garbini Gian Luigi, Rolando Ludovica, Iannelli Maria Adelaide, Bustamante Maria Angeles, Alvarez-Alonso Cristina and Barra Caracciolo Anna. Effects of sulfamethoxazole and copper on the natural microbial community from a fertilized soil. Applied Microbiology and Biotechnology 2024, 108(1), 894312-14. DOI: https://doi.org/10.1007/s00253-024-13324-x.
